Шум защищает сверчков от паразитов
Обновлено: 06.07.2024
Спасаясь от паразитических мух, сверчки с островов Гавайского архипелага используют генетические инструменты.
Сверчки вместе с кузнечиками и цикадами входят в число самых известных поющих насекомых, но механизм пения у всех этих членистоногих певцов разный. Если говорить о сверчках, то их «инструмент» – это крылья: зазубренный край в основании одного из них трётся о жилку на другом, и в результате получается стрекочущий звук. Примерно то же самое происходит, когда мы проводим пальцем по зубьям расчёски; у сверчков этот звук дополнительно усиливается специальными анатомическими приспособлениями и манерой исполнения.
Песни на крыльях исполняют самцы: ночное стрекотание сверчка - это сигнал потенциальной партнёрше и одновременно предостережение конкурентам. Однако у самцов сверчков Teleogryllus oceanicus на Гавайях оказался ещё один слушатель, и при том крайне нежелательный - паразитическая ежемуха Ormia ochracea. Вообще ежемухи, или тахины, специализируются на паразитизме, откладывая яйца в других насекомых. O. ochracea выбрала для размножения сверчков: её личинка проникает в тело хозяина и развивается в нём 7-10 дней, постепенно убивая сверчка.
На Гавайских островах оба вида встретились в конце ХХ века: сверчки T. oceanicus пришли из Океании, ежемуха - из Северной Америки. Столкнувшись с паразитарной угрозой, сверчки приняли решение замолчать. Разумеется, это было не волевое решение насекомых, а эволюционное: среди сверчков преимущество получили самцы с мутациями, которые меняли строение крыльев, делая звукоизвлечение невозможным. С крыльев исчезали выступы и неровности, благодаря которым генерировался звук, но на способности к полёту это никак не сказывалось. В 2006 году Марлен Зук (Marlene Zuk) из Калифорнийского университета в Риверсайде обнаружила, что 95% самцов T. oceanicus на острове Кауаи «утратили голос». Для такой перестройки понадобилось всего 20 поколений насекомых; просто ничтожное время, если судить по обычным эволюционным меркам.
Спустя два года исследователи заметили, что сверчки начали умолкать и на острове Оаху, который находится в 101 километре от острова Кауаи; сейчас там молчит уже половина сверчков. То, что в двух популяциях проявился один и тот же признак, исследователей сильно заинтересовало.
Поначалу они предположили, что мутантные сверчки просто перебрались с одного острова на другой с невольной помощью человека, например, на самолётах или судах. Но потом, когда молчащих сверчков с двух островов сравнили между собой, оказалось, что они сильно отличаются друг от друга: например, по сравнению с самцами с острова Кауаи сверчки с острова Оаху потеряли заметно меньше анатомических структур, необходимых для стрекотания.
Анатомические сравнения исследователи подкрепили сравнением генетическим. Анализ ДНК показал, что изменения в генах, которые привели к изменению в крыльях, отличались у сверчков с разных островов. То есть одна и та же проблема была решена различными способами. Свои результаты Марлен Зук и её коллеги опубликовали в Current Biology.
Конечно, возникает вопрос, как самцы компенсировали эти мутации в брачном поведении, ведь с помощью стрекотания самцы призывали самок, и теперь искать партнёрш для них, надо думать, стало гораздо труднее. Однако на самом деле в этом исследовании главное не сверчки - это едва ли не единственный случай, когда биологи могут наблюдать конвергентную эволюцию в реальном времени. Про этот тип эволюции обычно говорят в случае разных видов, которые приобрели сходные признаки под влиянием сходных условий среды (как, например, бражник и колибри, похожим образом зависающие над цветком). Но можно говорить и о конвергенции разных популяций одного и того же вида, как, например в случае со сверчками. Эволюция в общем представлении - процесс чрезвычайно долгий, и в реальном времени мы можем наблюдать её только на бактериях, дрожжах и других микроорганизмах. И часто эволюционные описания имеют характер объяснений того, что уже случилось.
Но, как видим, иногда эволюцию «больших организмов» вполне можно увидеть в течение очень небольшого времени, как это произошло с конвергенцией сверчков. Это позволяет изучить самое начало эволюционного процесса, что почти невозможно сделать, наблюдая за животными в их естественной среде.
Здесь можно вспомнить другое исследование, выполненное биологами из Университета Род-Айленда - они сумели сравнить действие на популяцию двух мощных эволюционных факторов, естественного отбора и эффекта основателя, заселив ящерицами анолисами опустошённый бурей остров. Тут тоже удалось увидеть эволюцию в реальном времени, однако в этом случае эксперимент был всё-таки не природный, а сконструированный исследователями.
Наверное, некоторые из наших читателей помнят наш материал про пользу прогулок в парках. Мы упоминали, что гуляя в окружении природы человек отдыхает от городского шума, издаваемого автомобилями, поездами, самолетами и строительными работами. При длительном воздействии высокого уровня шума у людей может чаще возникать агрессия, повышаться артериальное давление и, само собой, ухудшаться слух. Вредное воздействие шума ощущают на себе даже насекомые, но некоторым из них городской шум жизненно необходим, так как он защищает их от смертоносных паразитов.
На фото — кузнечик. Их не стоит путать со сверчками
Речь идет об обитающих на территории Северной Америки сверчках вида Gryllus lineaticeps. Они, как и многие другие насекомые, привлекают самок к спариванию при помощи громких звуков. К большому сожалению, издаваемый их крыльями стрекот привлекает внимание не только самок, но и паразитических мух вида Ormia ochracea. Эти существа прилетают на звук и высаживают личинки либо прямо на тело сверчка — через неделю из личинок вылупляются маленькие мухи и насекомое погибает. Иногда таким образом уничтожается более 60% популяции североамериканских сверчков.
Сверчки вида Gryllus lineaticeps
Вред городского шума для людей
Возможно, ученые нашли первый и единственный положительный эффект от городского шума. В остальном он несет только вред, ухудшая наш слух и раздражая нервную систему, что в конечном итоге может стать причиной более серьезных заболеваний. Если верить статистике за 2017 год, самыми шумными городами в мире являются Стамбул, Барселона и Париж. На четвертом месте оказалась Москва, так что многим из нас следует как минимум больше гулять по паркам и давать своим ушам отдохнуть.
Плюсы городского шума
Суть эксперимента заключалась в том, что исследователи установили в горах два динамика. Один из них воспроизводил запись со стрекотом сверчков, а второй — запись движущихся по городским дорогам автомобилей или шум океана. Так как паразитические мухи обычно активны ночью, спустя 20 минут после захода солнца на пути к динамикам были расставлены ловушки в виде деревянных дощечек с нанесенным на них клеем. Меняя громкость звука в разных динамиках ученые выяснили, насколько городской шум мешает мухам обнаруживать жертв.
На видео ниже показано, как из тела зараженного сверчка вылупляются личинки. Внимание: кадры могут быть весьма неприятными.
Изучив 60 ловушек исследователи обнаружили, что при повышении громкости динамиков с городским шумом мухи действительно обращают на пение сверчков меньше внимания. Именно из-за этого ученые и предположили, что городской шум положительно влияет на выживаемость сверчков. Но остается вопрос — как окружающий шум влияет на их размножение? Ученым осталось провести еще одно исследование и выяснить, не мешает ли шумовое загрязнение самкам находить самцов.
Если вам нравится эта статья, подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен. Уверен, там вы найдете много чего интересного!
Как размножаются насекомые?
Однако, стрекочущие насекомые со временем нашли как минимум два способа маскироваться от паразитов. В 2004 году американские биологи заметили, что некоторые сверчки вида Teleogryllus oceanicus вовсе перестали издавать звуки. Они стали очень хитрыми — чтобы найти себе самку, они стали передвигаться ближе к своим «поющим» сородичам и ждать приближение нескольких особей противоположного пола. Таким образом, помогая друг другу размножаться, сверчки практически свели на нет заражаемость паразитическими мухами.
Сверчок и паразитическая муха Ormia ochracea
Ученые пока точно не уверены, но вторым способом защиты сверчков от смертоносных мух может быть маскировка в городском окружении. Дело в том, что на фоне шума городского транспорта стрекот сверчков практически не слышен для паразитов. Ученые выяснили это в ходе эксперимента, проведенного в горах калифорнийского города Санта-Моника.
Читайте также: