Кога промени на временските услови, машки и женски пеперутки може да се префрлат на улоги

Во африканските пеперутки Bicyclus anynana колорит и парење однесување на мажите и жените зависи од условите во кои ларвите се развиваат. На високи температури кои одговараат на дождовната сезона, ултравиолетови парење шема на крилјата на машки станува посветла мажите активно да се грижи за жени, и тие покажуваат селективност.

Сл. 1. сезонски диморфизам во пеперутки Bicyclus anynana. A - женски WS (дождовната сезона), B - женски DS (сува дел од сезоната), C ​​- женски WS, D - машки WS, Е - женски DS, F - машки DS. Сликата на член е предмет на дискусија во науката

Во сувата сезона женките се промискуитетни и да се грижи за строго и помалку светло обоени мажи. Како што се испостави, во исто време јас се уште имаат пеперутки и визија. Во сезоната на дождови префинети жени генската експресија фотосензитивни протеини - opsins - зголемен во споредба со женските родени во сувата сезона и сува дел од сезоната префинети мажи имаат поголеми ommatidia (комплекс структурни единици инсекти око). Ова е во согласност со она што префинети кат бара остро око да се направи разлика на основаноста на потенцијални партнери, додека недискриминирачко секс може да се "спаси" од визија. Сепак, на големината на окото не е под влијание на очи мажите се секогаш поголеми од женките, а во сезоната на дождови во двата пола око повеќе отколку во суви. Очигледно, секс и сезонски диморфизам во структурата на окото се контролираат не само од сексуална селекција.

Многу живи суштества врз основа на истиот генотип може да се развие неколку алтернативни фенотипови, и изборот на развој пат е определен од условите на животната средина. Овој феномен се нарекува polifenizmom. Типичен пример polifenizma - каста во социјални инсекти.

Африкански пеперутки Bicyclus anynana карактеристичен сезонски polifenizm. Во Малави, каде што живеат две сезони: сува и врнежливи. Соодветно на тоа, постојат две форми на пеперутките: DS (сувата сезона, сува сезона) и В.С. (влажната сезона, дождовната сезона). Ако ларвите се развиваат на температура под 19 ° C (што одговара на сувата сезона), тие се добиени од пеперутка DS, на температура над 24 ° C - WS. Форми се разликуваат во голема мера во боја, особено на моделот на долната страна на крилото (сл. 1 A, B).

Минатата година, Ентони Monteiro (Мравка нија Монтеиро) и нејзините колеги на Универзитетот Јеил откриле изненадувачки факт: се покажа дека Б. anynana во зависност од сезоната се менува не само на изглед, но, исто така, парење однесување, со мажи и жени, всушност, се префрлат на улоги ( Prudic et al., 2011).

Пеперутки WS стандард ситуација: мажите активно да се грижат за жените, и тие внимателно избрани. Додворување во Б anynana строго ритуално: момче седи во видното поле на женски на и со брзо темпо се отвора и затвора своите крилја, покажувајќи на "очи" на горната страна од предните крила. Од сите украс клучна улога во заведување на партнерот игра мала светла бела "ученик" во центарот на окото, како одраз на светлината во опсег од ултравиолетово. Ако неговата боја, машки станува непривлечна за жените. Така мажите не покажуваат селективност. Женките имаат исти очи од ултравиолетовите "учениците", но ако тие се насликани над, женскиот не стане помалку пожелно: мажите, исто така, активно ќе се грижи за него, како и за секоја друга.

Пеперутки ДС се испадна спротивното: женски мавташе крила во предниот дел на машки и педантно проценува дали доволно ултравиолетови нејзините "ученици". И сега на женски станува еднаква на состојбата на очите на крилјата на таа ја одбра еден. Ова неочекувано откритие е дозволено да се објасни присуството на речиси идентични модели на бракот за жени и мажи.

Што е адаптивни значење на сезонски инверзија на родовите улоги, а може да се каже само хипотетички. Во инсекти, жените често се добиени со спарување дополнителни "бонус" во форма на јадење подароци или некои хранливи состојки, кои се дел од семената течност. Јадење подароци пеперутки не се прикажани, но, очигледно, мажите пренесува ДС жени со Spermatophores некои вредни супстанции. Тоа се гледа од фактот дека парењето со машки ДС (но не WS) ја зголемува должината на женскиот живот лишени од пристап до храна. Во исто време животен век на машки парењето ДС, напротив, да има негативно влијание. WS машкиот пол не се намали живот, но исто така и жените да се парат со нив, не живеат подолго девици.

Можеби, во сувата сезона, кога храна за возрасни пеперутки малку мажи "подарок" е женски важна алатка која го подобрува преживувањето на потомството. Како резултат на тоа, мажите во сувата сезона стане "ограничени ресурси", за кои жените треба да се натпреваруваат едни со други, што доведува до инверзија на родовите улоги.

Во сезоната на дождови женскиот самата обезбедува. Опстанок на деца веќе не е толку зависни од машки придонес, па изборот на "Зачувај" тоа. Сега мажи повеќе профитабилни за да примами женките, помалку инвестирање во секоја врска. Затоа, дефицитот не е машки и женски репродуктивен живот. Мажите почнуваат да се натпреваруваат за жени, кои сега можат popriverednichat. Сличен феномен (инверзија и трансформација на половите улоги во мажи "изборот" подот со недостаток на храна) покажа експериментално скакулци чии хранливи материи spermatophore е важна алатка за гладните жени (Д. Т. Gwynne & Л. В. Симонс, 1990 година Експериментална пресврт на додворувањето улоги во инсекти).

Во новата студија, Монтеиро и нејзините колеги, објавена во списанието BMC еволуционистичката биологија, авторите се прашувам, не се однесува ако сезонски polifenizm во пеперутки Б. anynana исто така и на нивната визуелна перцепција. Авторите сугерираше дека визија може да биде повеќе развиени во "изберете" секс, бидејќи тој треба добро разбирање на нијанси на боја кандидати. "Чешлање" Павле, напротив, може да се спаси малку на очите и чувствителни на светлина протеини - opsin - бидејќи нивното производство - е скапо, а фоторецептори на инсекти трошат многу енергија дури и на одмор.

Истражувачите ларви се зголеми на 27 ° C за да се добие пеперутки WS, а на 17 ° C за да се донесе ДС пеперутки. За почеток, тие се тестираат дали различните "учениците" на крилјата на двете форми на ултравиолетова светлина на боја. Се испостави дека сексуалниот диморфизам и сезонски врз основа на тоа е во согласност со теоретските очекувања. Најмногу се одрази УВ "учениците" на WS мажи (рекетари и бескрупулозните), проследено со женски ДС, женките на WS, и, конечно, повеќето без Сонце "ученици" се карактеристични за мажи на ДС (избор). Разликите во прашање не се видливи за човечкото око: имаме сите овие "ученици" се појави подеднакво бела боја.

Авторите однос на големината на очите, големина ommatidia (основни единици комплекс око инсекти) и нивото на изразување на сите три opsin гените во машките и женските ДС и WS. Иако секоја од трите Б. anynana специјализирани opsins во својата бранова должина (така што тие може да се нарече "УВ", "сини" и "жолто-зелена"), тие се способни да гледаат бела ултравиолетово зрачење широк спектар гледа "ученик" ( Сл. 2).

мерење око е само делумно ги потврди очекувањата на авторите. Се испостави дека очите на мажите се секогаш поголеми од женките, а во рамките на секој пол се поголеми во WS од ДС. Бројот на ommatidia предмет на истите закони. Фактот дека жените WS остроумниот око ommatidia поголема и поголема од онаа на недискриминирачко жени ДС, во согласност со очекувањата. Но, кај мажите таму е иста, а тоа е спротивно на очекувањата. ommatidia големина беше највисок во разграничувањето машки ДС (како што се очекуваше) - жените врз основа на не се сигурни сезонски разлики.

Нивото на изразување на сите три opsin гени во очите на мажите испадна да биде подеднакво висок без оглед на сезоната. Женките, напротив, тоа е предмет на сезонски polifenizmu. Женките DS (грижат) се карактеризираат со намалено ниво на изразување на opsin гени. Кај жените, WS (избор) на високо како онаа на мажите ниво. Очигледно, жените всушност се "спаси" на добар поглед, кога тие не треба да се погледне на дамки на крилјата на потенцијални партнери. Мажите, сепак, не се забележани овие заштеди.

Така, очекувањата на автори потврди само делумно. Ги исполни очекувањата на сезонските промени кај мажите ommatidia големина и ниво на изразување opsin гени кај жените. Промени во големината на очите и на бројот на ommatidia бараат други објаснувања. На пример, големи очи WS пеперутки може да се поврзани со фактот дека на дождовната сезона е на животната средина во кои тие живеат пеперутки генерално разновидна и пеперутки се поактивно, па тие треба остар визија да се погледне за храна, партнери и избегнување на опасностите. Или можеби тоа е предност да се "спаси" на скапи визуелна апаратот во сува сезона, кога главна задача - да го преживее.

Сето тоа треба да се испитаат. Во меѓувреме, авторите се задржиме на претпоставката дека сексуалниот диморфизам и сезонски структура во визуелната органи Б. anynana, веројатно како резултат на комплексна интеракција помеѓу сексуалната селекција, "нормално" природна селекција и разни физиолошки и ембриолошко ограничувања, стеснување на опсег на можни прилагодливи промени на визуелните апарат .