Эволюция творится на наших глазах
Сверчки: заговор молчания
Сверчки, для которых стрекотание стало смертельно страшным, всего за 20 поколений потеряли свойство издавать звуки. Неслыханно маленький срок, в особенности в случае если учесть, что собственными «песнями» сверчки подманивают и очаровывают самку.
Сейчас они заботятся без звучно.
Эта история началась в конце прошлого века, в то время, когда на Гавайских островах встретились два завозных вида: полевые сверчки Teleogryllus oceanicus из островов и Австралии Тихого океана и мелкие мухи Ormia ochracea из Северной Америки. Самцы сверчков по ночам стрекочут, завлекая самок.
К сожалению, на эти же звуки летят и O. ochracea, они откладывают яйца на покровы сверчков, а личинки, каковые из них выводятся, вгрызаются в тело хозяина и поедают его. Насекомое гибнет за чемь дней.
С 1991 года T. oceanicus на Гавайских островах изучает Марлен Зак (Marlene Zuk) из Калифорнийского университета в Риверсайде (University of California Riverside). Сверчки живут на трех островах: Кауаи, Оаху и Гавайи.
Посильнее всего мухи одолевали сверчков Кауаи, во второй половине девяностых годов они паразитировали уже на трети самцов. Казалось, что островной популяции пришел финиш, но вышло в противном случае. Сперва у сверчков изменилась структура песни, а позже они замолкли.
В 2001 году Марлен Зак еще слышала их стрекотание, в 2003 году на острове стояла тишина. Наряду с этим T. oceanicusбыли бессчётны и замечательно себя ощущали.
Сверчки стрекочут, потирая приятель о приятеля рельефными крылышками, на которых имеется особенные вздутые жилки с зубчиками и скребки. При трении скребка о зубчики появляется звук: словно бы ногтем выполняют по расческе.
Оказалось, что у всех безмолвных сверчков Кауаи зубчики на крыльях практически провалились сквозь землю, а немногие оставшиеся уменьшились в размерах и расположены под углом, исключающим производство звуков. Мутация стала называться flatwing, потому, что крылья у насекомых потеряли рельеф.
Но для полета они годятся. В 2003 году у 96% самцов T. oceanicus были плоские крылья.
Скрещивания, каковые совершили исследователи, продемонстрировали, что flatwing позвана трансформацией в единственном гене, расположенном на половой Х-хромосоме (у самок сверчков две Х-хромосомы, у самца одна, а Y-хромосомы нет). Как каждая мутация, flatwing может появиться в любой популяции, но на Кауаи она закрепилась в следствии сильного давления отбора.
Средство выяснилось действенным: из 122 самцов, пойманных в 2003 году, только один был заражен личинками O. ochracea.
Спустя два года, в 2005 году, плоскокрылые самцы сверчков показались на острове Оаху, удаленном на 101 км от Кауаи. К настоящему времени практически добрая половина из них молчит.
Возникновением немых сверчков в различных популяциях заинтересовались эксперты из шотландского Университета Сент-Эндрюса (University of St Andrews) под управлением Натана Бейли (Nathan Bailey), каковые присоединились к изучениям Марлен Зак.
Сперва ученые высказали предположение, что плоскокрылые сверчки на Оаху с соседнего острова. Но их крылья так отличаются от крыльев flatwing на Кауаи, что отличие заметна невооруженным глазом.
Сверчки Оаху сохранили значительно больше стрекотальных приспособлений. Скрещивания и анализ последовательностей ДНК подтвердили, что flatwing на Оаху имеют иную природу, чем на Кауаи.
В этом случае мутация кроме этого случилась в единственном гене, расположенном на Х-хромосоме, но это или второй ген, или второй участок того же гена. на данный момент исследователи уточняют, какие конкретно как раз последовательности изменились у сверчков и не воздействуют ли эти трансформации на другие показатели .
Молчание надежно защитило T. oceanicus от паразитов, но им так как и размножаться нужно. Стрекотанием самец подманивает самку, а в то время, когда она приблизится, выполняет для нее «песнь ухаживания». Это необходимый ритуал, без которого самка не разрешит партнеру приступить к спариванию.
Безмолвные насекомые заботятся за женщинами под чужие песни. Кроме того на Кауаи 4% самцов еще стрекочут. Молчальники затаиваются поблизости (среднее расстояние образовывает около 75 см), ждут появления самки и вылезают из укрытия.
Такое же поведение характерно для сверчков Gryllus texensis, на которых O. ochracea паразитируют на родине, в Америке. В том месте один самец поет, а пара поджидают самку без звучно, усевшись приблизительно в метре от певца.
Остается тайной, как безгласные T. oceanicus удерживают внимание самок. В других местах самец без песни ухаживания обречен на безбрачие, на Кауаи и Оаху самки принимают немногословных партнеров.
Быть может, на островах, где сверчков сначала было мало, самки стали менее привередливы, в противном случае они рисковали не отыскать подходящего самца. К тому же их потомство от плоскокрылых отцов также будет молчащим и, следовательно, защищенным от страшных мух.
Ученые считают, что самцы, лишенные возможности стрекотать, в скором будущем создадут второй метод заявить о себе, к примеру феромоны. T. oceanicus выделяют углеводные соединения.
Исследователи установили, что самки различают по запаху самок и выделения самцов, реагируют на запах самцов, причем химические сигналы обычных самцов и самцов flatwing завлекают их в равной степени. Нельзя исключать, что они продолжат развивать химическую сигнализацию.
Как бы то ни было, проблему общения полов они до тех пор пока решают очень удачно.
Что касается O. ochracea, то на Гавайских островах для них нет других хозяев. Быть может, они вымрут, в случае если сверчки совсем замолчат.
Либо сохранятся в маленьком количестве, потому, что плоскокрылость не помогает безотносительной защитой. На острове Гавайи, кроме этого заселенном T. oceanicus, но практически не страдающем от мух, в 2010 году 2% самцов уже не стрекотали.
Ученым еще предстоит разобраться, какая мутация позвала у них плоскокрылость. Но в случае если мухи нападут на остров, генетический задел у тамошних сверчков уже имеется.
Случай с гавайскими сверчками интересует ученых как необычный пример конвергентной эволюции, причем поразительно стремительной — всего за пара лет в различных популяциях независимо появились различные мутации, приведшие к сходным трансформациям. Что ж, острова всегда были сокровищницей для эволюционистов.
Земляные вьюрки Галапагосских островов упомянуты во всех книжках как наглядный пример дивергенции вида в различных условиях обитания. Нельзя исключать, что не так долго осталось ждать хорошее место рядом с ними займут гавайские сверчки — пример конвергенции.
Сверчок Teleogryllus oceanicus (trv-science.ru)
Электронная микрофотография крыльев T. oceanicus у обычных самцов (а), самцов flatwing (в) и самок (с) (фото из статьи Zuk et al. / trv-science.ru)
Крылья самцов flatwing с различных островов легко различить невооруженным глазом. у сверчков с острова Кауаи они напоминают крылья самок (фото из статьи Pascoal et al., trv-science.ru по www.vesti.ru)
Наталья Резник, trv-science.ru
На заставке фото с сайта www.radiotoplabanda.com
