Keď sa zmení počasie, samce a samice motýle môžete prepnúť role

V afrických motýľov Bicyklus anynana sfarbenie a párenie samcov a samíc závisí od podmienok, v ktorých sa larvy vyvíjajú. Pri vysokých teplotách, ktoré zodpovedajú obdobie dažďov, ultrafialové párenie vzor na krídlach samcov sa stáva jasnejšie samcami aktívne starať sa o ženy, a vykazujú selektivitu.

Obr. 1. Sezónne dimorfizmus v motýle Bicyklus anynana. A - samica WS (obdobie dažďov), B - samica DS (sucha), C - žena WS, D - pes WS, E - samica DS, F - pes DS. Obraz článku prerokúva vo vede

V období sucha samice sú promiskuitný a sami postarať sa o náročných a menej pestrofarebné mužov. Ako sa ukázalo, zároveň Stále mám motýľov a víziu. V období dažďov náročných samica génovej expresie fotosenzitívne proteíny - opsins - zvýšil v porovnaní so ženami narodených v období sucha a obdobie sucha náročných muži majú väčší ommatidia (komplexné štruktúrne jednotky očí proti hmyzu). To je v súlade s tým, čo rozmaznaný podlaha vyžaduje záujem oko odlíšiť podstatu potenciálnymi partnermi, zatiaľ čo nevyberané sex môže "zachrániť" vo vízii. Avšak, na veľkosti oka nie je ovplyvnená: samce oči sú vždy väčšie ako samice, a v období dažďov v oboch pohlaviach oku viac ako na suchu. Zdá sa, že sex a sezónne dimorfizmus v štruktúre oka sú riadené nielen pohlavným výberu.

Mnoho živé bytosti na základe rovnakého genotypu sa môže vyvinúť niekoľko alternatívnych fenotypov a voľba cestu rozvoja je daná podmienkami prostredia. Tento jav sa nazýva polifenizmom. Typickým príkladom polifenizma - kasta v sociálnej hmyz.

Africké motýle Bicyklus anynana charakteristický sezónne polifenizm. V Malawi, kde žijú dve sezóny: suché a daždivé. V súlade s tým, sú dve formy motýľov: DS (sucha, obdobie sucha) a WS (dažďov, dažďov). V prípade, že Larvy sa vyvíjajú pri teplote pod 19 ° C (čo zodpovedá obdobie sucha), sú odvodené z motýlích DS, pri teplote vyššej ako 24 ° C - ZS. Formy sa veľmi líšia vo farbe, najmä vzoru na spodnej strane krídla (obr. 1 A, B).

V minulom roku, Anthony Monteiro (Ant Nia Monteiro) a jej kolegovia z Yale University objavili prekvapivú skutočnosť: ukázalo sa, že B. anynana v závislosti na ročnom období mení nielen vzhľad, ale aj správanie pri párení, sa u mužov a žien v skutočnosti prepínať role ( vrešťadlo et al., 2011).

Motýle WS štandardnej situácie: samce aktívne starostlivosť o ženy, a starostlivo vybraný. Pytačky v B. anynana prísne ritualized: priateľ sedí v zornom poli samice a rýchlym tempom sa otvára a zatvára jeho krídla, ktorá ukazuje "oči" na hornej strane predných blatníkoch. Zo všetkého ornament kľúčovú úlohu v zviesť svojho partnera hrá malé belosť "žiak" v stredu oka, ktoré odrážajú svetlo v ultrafialovej oblasti. Ak jeho farbou, muž sa stáva neatraktívne pre ženy. Tak muži nepreukazujú selektivitu. Samičky majú rovnaké oči pred ultrafialovým "žiaci", ale v prípade, že sú natreté skončí, samička sa nestane menej žiaduce: muži sa tiež aktívne postarať o to, rovnako ako pre akýkoľvek iný.

Motýle DS všetko dopadlo opačne: žena mávať krídlami pred mužom, a on starostlivo posudzuje, či dostatok ultrafialového Jej "žiaci". A teraz žena stáva rovná stavu očami na krídlach jej vyvolený. Tento neočakávaný objav nechá vysvetliť prítomnosť takmer identických modelov pre vstup do manželstva žien a mužov.

Aký je adaptívne význam sezónneho inverzie rolí mužov a žien, zatiaľ čo vy len povedať, hypoteticky. Hmyzu, ženy sú často získané párovanie ďalšie "bonus" v podobe jedlých darov či niektorých živín, ktoré sú súčasťou semenné tekutiny. Jedlé darčeky motýle nie sú prezentované, ale zdá sa, že muži odovzdávajú DS ženy s spermatofor niektorých cenných látok. To je zrejmé zo skutočnosti, že párenie sa samcom DS (ale nie WS) zvyšuje dĺžku ženského života zbavení prístupu k potravinám. Súčasne dĺžky života mužov párenie DS, naopak, majú negatívny vplyv. WS mužský pohlavný neznižuje život, ale aj ženy sa spojiť sa s nimi, nežijú dlhšie panien.

Možno, že v období sucha, kedy krmivo pre dospelých motýle málo mužov "darček" je žena dôležitým nástrojom, ktorý podporuje prežitie mláďat. Výsledkom je, že muži v období sucha sa stal "vzácnym zdrojom", pre ktoré ženy majú konkurovať navzájom, čo vedie k obráteniu rolí mužov a žien.

V období dažďov žena sama poskytuje. Prežitie potomkov už nie je tak závislá na mužskú príspevku, takže ich výberom "zachrániť" ju. Teraz muži výhodnejšie nalákať ženy, menej investovať do každého odkazu. Preto sa deficit nie je mužské a ženské reprodukčné život. Samce začnú súťažiť o ženy, ktoré teraz môžu popriverednichat. Podobný jav (inverzia a transformácia rolí pohlaví u mužov "Výber" podlahu s nedostatkom potravy) je ukázané experimentálne kobylky ktorého živiny spermatofor je cenným nástrojom pre hladujúcich žien (D. T. Gwynneová & L. W. Simmons, 1990. Experimentálne zvratu nahováraní rolí v hmyzu).

V novej štúdii, Monteiro a jej kolegovia, ktoré boli zverejnené v časopise BMC Evolutionary Biology autori zaujímalo, neplatí v prípade, že sezónne polifenizm v motýle B. anynana tiež na ich vizuálne vnímanie. Autori navrhli, že vízia môže byť vyvinuté v "Vybrať" sexu, pretože potrebuje dobré pochopenie nuáns farebných kandidátov. "Grooming" Paul, naopak, môže ušetriť trochu na oči a svetlocitlivých proteínov - opsínom - pretože ich výroba - je drahé, a fotoreceptory hmyzu spotrebujú veľké množstvo energie aj v pokoji.

Výskumníci larvy boli pestované pri 27 ° C na získanie motýle WS, a pri teplote 17 ° C, aby DS motýľov. Pre začiatok, oni testovali, či jednotlivé "žiakov" na krídlach oboch foriem ultrafialového jasnosti farieb. Ukázalo sa, že pohlavný dimorfizmus a sezónne na tomto základe je v súlade s teoretickými predpokladmi. Väčšina silne odráža UV "žiakov" WS muža (správcov a bezohľadné), ďalej ženské DS, WS samice a nakoniec väčšina bezeslunečný "žiaci" sú charakteristické pre DS mužov (voliteľné). Rozdiely v otázke nie sú viditeľné ľudským okom: máme všetky tieto "žiakov" sa objaví rovnako biele.

Autori v porovnaní veľkosti očí, veľkosť ommatidia (základnej jednotky komplex hmyz oko) a úroveň expresie všetkých troch opsínom génov u mužov a žien DS a WS. Aj keď každý z troch B. anynana špecializované opsins na jeho vlnovej dĺžke (takže môžu byť nazývaný "UV", "modrá" a "žlto-zelená"), sú schopní vnímať biele ultrafialové žiarenie širokospektrálny odráža "žiaka" ( obr. 2).

Meranie oko je len čiastočne potvrdil očakávania autorov. Ukázalo sa, že muži oči sú vždy väčšie ako samice, a vo vnútri každého pohlavia sú väčšie v WS než DS. Počet ommatidia podlieha rovnakým zákonom. Skutočnosť, že náročnejšie ženy WS oko ommatidia väčšie a väčšie ako u samíc nevyberaných DS, v súlade s očakávaním. Ale u mužov je rovnaký, a to je v rozpore s očakávaním. ommatidia veľkosť bola najvyššia za diskriminačné mužských DS (podľa očakávania) - ženy na základe žiadnych spoľahlivých sezónnych rozdielov.

Úroveň expresie všetkých troch opsínom génov v očiach mužov sa ukázalo byť rovnako vysoká, bez ohľadu na ročné obdobie. Samice, naopak podlieha sezónnym polifenizmu. Ženy DS (ošetrujúce), sa vyznačujú zníženou úrovňou expresie opsínom génov. U žien, WS (výberu) úroveň tak vysoko ako u mužov. Zdá sa, že ženy vlastne "uložiť" na dobrý výhľad, keď nie je potrebné sa pozrieť na škvrny na krídlach potenciálnych partnerov. Samce však neboli pozorované tieto úspory.

Takže očakávania autorov potvrdená len čiastočne. Splniť očakávania sezónnych zmien u mužov ommatidia veľkosť a hladinu expresie génov opsínom u žien. Zmeny vo veľkosti oka a počtu ommatidia vyžadovať ďalšie vysvetlenie. Napríklad, veľké oči WS motýľov môže súvisieť s tým, že obdobie dažďov je prostredie, v ktorom žijú motýle všeobecne meniť a motýle sa aktívnejšie, takže potrebujú ostré videnie hľadať potraviny, partnermi a vyhnúť sa nebezpečenstvu. Alebo možno je to výhodné "ušetriť" na drahé vizuálneho aparátu v období sucha, kedy je hlavná úloha - prežiť.

To všetko je ešte potrebné vyšetriť. Medzitým, autori bývajú na predpoklade, že sexuálna dimorfizmus a sezónne štruktúra vo výtvarnom orgánoch B. anynana, pravdepodobne výsledkom komplexnej interakcie medzi sexuálnym výberom, "normálne" prírodný výber a rôznych fyziologických a embryologických obmedzenia, zužujúci sa rozsah možných adaptačných zmien zrakového aparátu ,