Lelaki dan perempuan mengubah peranan apabila cuaca berubah • Alexander Markov • Berita sains mengenai "Unsur" • Etologi, Entomologi

Lelaki dan perempuan menukar peranan apabila cuaca berubah

Rajah. 1. Dimorphism bermusim rama-rama Bicyclus anynana. A – WS wanita (musim hujan) B – Wanita DS (musim kering), C – WS wanita, D – Lelaki WS, E – DS perempuan, F – lelaki DS. Imej dari artikel dalam perbincangan Sains

Rama-rama Afrika Bicyclus anynana kelakuan warna dan mengawan lelaki dan perempuan bergantung kepada keadaan di mana larva berkembang. Pada suhu yang tinggi, sepadan dengan musim hujan, corak mengawan ultraviolet pada sayap lelaki menjadi lebih cerah, lelaki aktif menjaga betina, dan mereka menunjukkan selektiviti. Pada musim kemarau, betina menjadi tidak boleh dibaca dan menjaga lelaki yang lebih halus dan berwarna cerah. Seperti yang ternyata, ini juga mengubah visi kupu-kupu. Dalam musim hujan musim sejuk, ekspresi gen protein fotensitif – opsin – meningkat berbanding dengan wanita yang dilahirkan pada musim kemarau, dan lelaki berkuasa musim kering mempunyai ommatidia yang lebih besar (unit struktur mata serangga yang kompleks). Ini konsisten dengan hakikat bahawa lantai pemilih memerlukan visi yang lebih tajam untuk membezakan antara merit rakan kongsi yang berpotensi, manakala seks yang tidak selektif dapat "menyelamatkan" penglihatan.Walau bagaimanapun, ini tidak menjejaskan saiz mata: mata lelaki sentiasa lebih besar daripada wanita, dan pada musim hujan, mata kedua-dua jantina lebih besar daripada kering. Rupa-rupanya, dimorphism seksual dan musiman dalam struktur mata dikawal bukan hanya oleh pemilihan seksual.

Banyak makhluk hidup berdasarkan genotip yang sama boleh mengembangkan beberapa fenotip alternatif, dan pilihan laluan pembangunan ditentukan oleh keadaan persekitaran. Fenomena ini dinamakan polifenisme (lihat Caterpillar yang berubah warna apabila dipanaskan, "Unsur", 02/09/2006). Contoh umum polifenisme adalah kasta serangga sosial.

Untuk rama-rama Afrika Bicyclus anynana ciri poliphenisme bermusim. Di Malawi, di mana mereka tinggal, terdapat dua musim: kering dan hujan. Oleh itu, terdapat dua bentuk rama-rama: DS (musim kering, musim kering) dan WS (musim hujan, musim hujan). Jika ulat berkembang pada suhu di bawah 19 ° C (yang bersesuaian dengan musim kering), rama-rama DS berasal dari mereka, pada suhu melebihi 24 ° C – WS. Bentuk berbeza dalam warna, terutamanya dalam corak di bahagian bawah sayap (Rajah 1 A, B).

Tahun lepas, Antónia Monteiro dan rakan-rakannya di Universiti Yale mendapati fakta yang luar biasa: B. anynana bergantung kepada musim, bukan sahaja penampilan, tetapi juga perubahan tingkah laku kawin, dengan lelaki dan wanita sebenarnya mengubah peranan (Prudic et al., 2011).

Dalam rama-rama WS, keadaan adalah standard: lelaki aktif menjaga wanita, dan mereka memilih dengan teliti memilih. Mahkamah B. anynana tegas diadili: teman lelaki duduk di bidang pandangan wanita dan pada laju pantas kemudian membuka, kemudian menutup sayap, menunjukkan "mata" di bahagian atas sayap depan. Daripada semua perhiasan, peranan utama dalam merayu pasangan dimainkan oleh "murid kecil" putih yang terang di tengah mata, yang mencerminkan cahaya dalam lingkungan ultraviolet. Jika ia dilukis, lelaki menjadi tidak menarik kepada wanita. Pada masa yang sama, lelaki tidak menunjukkan selektiviti. Perempuan mempunyai ocelli yang sama dengan "murid" ultraviolet, tetapi jika mereka dicat, wanita tidak menjadi kurang diminati: lelaki akan menjaga dia sebagai aktif seperti yang lain.

Pada kupu-kupu DS, semuanya ternyata sebaliknya: wanita itu menampar sayapnya di depan lelaki, dan dia dengan teliti mengetes jika muridnya cukup ultraviolet. Dan sekarang wanita tidak peduli apa keadaan matanya di sayap yang dipilihnya. Penemuan yang tidak dijangka ini memungkinkan untuk menjelaskan kehadiran corak perkahwinan hampir sama pada wanita dan lelaki.

Apa makna penyesuaian penyongsangan bermusim peranan seksual, setakat ini hanya boleh dikatakan mungkin. Dalam serangga, wanita sering mendapat "bonus" tambahan dalam bentuk hadiah yang boleh dimakan atau beberapa bahan berguna yang membentuk cecair mani ketika mereka kawin (lihat Hadiah yang baik adalah jaminan pengekalan panjang, Elemen, 30 Disember 2011). Rama-rama tidak memberi hadiah yang boleh dimakan, tetapi DS lelaki nampaknya memindahkan beberapa bahan berharga kepada wanita bersama dengan spermatophore. Ini terbukti dari fakta bahawa perkongsian dengan lelaki DS (tetapi tidak WS) meningkatkan jangka hayat seorang wanita yang kurang akses kepada makanan. Pada masa yang sama, sebaliknya, jangka hayat pasangan DNA lelaki terjejas. WS lelaki seks tidak memendekkan kehidupan, tetapi wanita kawin dengan mereka tidak hidup lebih lama daripada dara.

Mungkin di musim kemarau, apabila terdapat sedikit makanan untuk rama-rama dewasa, "hadiah" lelaki berfungsi sebagai bantuan penting bagi wanita, yang meningkatkan ketahanan hidup anak. Akibatnya, lelaki di musim kemarau menjadi "sumber yang kekurangan" di mana wanita perlu bersaing antara satu sama lain, yang membawa kepada penyongsangan peranan seks.

Pada musim hujan, wanita menyediakan dirinya.Surgawi keturunan tidak banyak bergantung kepada sumbangan lelaki, jadi pemilihan "menyelamatkan" di atasnya. Sekarang lebih menguntungkan bagi lelaki untuk menggoda lebih banyak wanita, melabur kurang dalam setiap ikatan. Oleh itu, defisit bukan lelaki, tetapi sumber reproduktif wanita. Lelaki mula bersaing untuk wanita, yang kini boleh memilih. Fenomena yang sama (penyongsangan peranan seks dan transformasi lelaki ke dalam "memilih" seks dengan kekurangan makanan) telah ditunjukkan secara eksperimen dalam belalang, di mana spermatofore nutrisi adalah bantuan berharga untuk wanita yang kelaparan (DT Gwynne & LW Simmons, 1990). ).

Dalam kajian baru oleh Monteiro dan rakan-rakannya, hasilnya diterbitkan dalam jurnal BMC Evolutionary Biology, penulis tertanya-tanya sama ada polifenisme bermusim tidak tersebar di kalangan kupu-kupu. B. anynana juga mengenai persepsi visual mereka. Penulis mencadangkan bahawa visi itu dapat lebih maju dalam "memilih" jantina, kerana ia perlu berpengalaman dalam nuansa warna pemohon. Sebaliknya, "penjagaan" seks, boleh menyelamatkan sedikit pada mata dan protein sensitif cahaya – opsin – kerana pengeluaran mereka mahal,dan photoreceptor serangga mengambil banyak tenaga walaupun berehat.

Penyelidik menaikkan ulat mereka pada suhu 27 ° C untuk mendapatkan kupu-kupu WS, dan pada suhu 17 ° C untuk mengeluarkan kupu-kupu DS. Sebagai permulaan, mereka memeriksa sama ada "murid" di sayap kedua-dua bentuk berbeza dalam kecerahan warna ultraviolet. Ternyata dimorphism seksual dan bermusim berdasarkan asas ini selaras dengan jangkaan teori. Murid-murid "Ultraviolet" WS males (penyayang dan tidak dibaca) mencerminkan yang paling sukar, diikuti oleh perempuan DS, wanita WS, dan akhirnya, "murid-murid" yang dimmer adalah karakteristik lelaki DS (memilih). Perbezaan yang dipersoalkan tidak dapat dilihat oleh mata manusia: kepada kita, semua "murid" ini kelihatan sama putih.

Penulis membandingkan saiz mata, saiz ommatidia (unit struktur asas mata kompaun serangga) dan tahap ekspresi semua tiga gen opsin pada lelaki dan perempuan DS dan WS. Walaupun setiap satu daripada tiga opsin B. anynana khusus pada panjang gelombangnya (oleh itu, mereka boleh dipanggil "ultraviolet", "biru" dan "kuning-hijau"), semuanya mampu melihat radiasi ultraviolet-spektrum luas yang dicerminkan oleh "murid" (Gamb.2).

Rajah. 2 Keamatan refleksi cahaya "murid" pada sayap (paksi menegak) bergantung kepada panjang gelombang (paksi mendatar). Garisan berbilang warna menunjukkan ciri-ciri murid lelaki WS (garis ungu) perempuan DS (hijauWS wanita (biru) dan lelaki DS (merah). Garis kelabu Spektrum sensitiviti tiga protein opsin yang terdapat dalam spesies kupu-kupu ini ditunjukkan. Untuk memilih pasangan seksual, bahagian ultraviolet perkara spektrum (panjang gelombang kurang daripada 380 nm, dalam angka di sebelah kiri). Imej dari artikel dalam perbincangan BMC Evolutionary Biology

Pengukuran mata hanya sebahagiannya mengesahkan jangkaan penulis. Ternyata lelaki selalu mempunyai lebih banyak mata daripada wanita, dan dalam setiap jantina mereka mempunyai lebih banyak WS daripada DS. Bilangan ommatidian adalah tertakluk kepada undang-undang yang sama. Fakta bahawa wanita WS yang berpuasa mempunyai mata yang lebih besar dan ommatidia lebih daripada wanita DS sembarangan adalah selaras dengan jangkaan. Tetapi lelaki melihat perkara yang sama, dan ini sudah menentang jangkaan. Saiz ommatidia ternyata maksimum pada lelaki DS pemikat (mengikut jangkaan); wanita tidak mempunyai perbezaan bermusim yang signifikan atas dasar ini.

Tahap ekspresi semua tiga gen opsin di mata lelaki adalah sama tinggi tanpa mengira musim. Pada wanita, sebaliknya, ia adalah tertakluk kepada polifenisme bermusim. Perempuan DS (penyayang) dicirikan oleh tahap ekspresi gen opsin yang dikurangkan. WS (memilih) perempuan mempunyai tahap ini setinggi lelaki. Rupa-rupanya, wanita benar-benar "menyelamatkan" pada visi yang baik apabila mereka tidak perlu melihat spesimen pada sayap pasangan yang berpotensi. Walau bagaimanapun, lelaki tidak diperhatikan dalam ekonomi ini.

Oleh itu, jangkaan penulis hanya disahkan sebahagiannya. Perubahan bermusim dalam saiz ommatidia pada lelaki dan tahap ekspresi gen opsin di wanita memenuhi jangkaan. Perubahan dalam saiz mata dan bilangan ommatidia memerlukan penjelasan lain. Sebagai contoh, mata besar kupu-kupu WS mungkin berkaitan dengan fakta bahawa semasa musim hujan persekitaran di mana rama-rama hidup lebih pelbagai dan rama-rama sendiri lebih aktif, sehingga mereka memerlukan penglihatan yang lebih tajam untuk mencari makanan, pasangan dan menghindari bahaya. Atau, mungkin, ia menguntungkan bagi mereka untuk "menyelamatkan" alat radikal mahal di musim kemarau, apabila tugas utama adalah untuk bertahan hidup.

Semua ini masih belum dijelajahi.Pada masa yang sama, penulis berpendapat bahawa dimorphism seksual dan bermusim dalam struktur organ visual B. anynanaIni mungkin disebabkan oleh interaksi kompleks antara pemilihan seksual, pemilihan semula jadi "biasa", dan pelbagai batasan fisiologi dan embriologi yang mempersempit pelbagai perubahan adaptif dalam radas visual.

Sumber:
1) Andrew Everett, Xiaoling Tong, Adriana D. Briscoe, Antónia Monteiro. Plastik fenotipik dalam rama-rama majmuk pembalikan peranan mata pembalikan // BMC Evolutionary Biology. 2012. V. 12. P. 232.
2) Kathleen L. Prudic, Cheonha Jeon, Hui Cao, Antónia Monteiro. Perhiasan Seksual Seksual Sains. 2011. V. 331. P. 73-75.

Lihat juga polifenisme:
Ulat yang berubah warna apabila dipanaskan, "Elemen", 09.02.2006.

Mengenai evolusi konjugasi gaun perkahwinan dan penglihatan:
Evolusi visi warna di cichlids Afrika pergi dalam dua cara, "Elements", 12/29/2009.

Alexander Markov


Like this post? Please share to your friends:
Tinggalkan Balasan

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: