Моногамные самцы дрозофил оказались менее выносливыми певцами
Брачные песни дрозофил требуют силы и выносливости, и наличие конкуренции заставляет их эволюционировать и исполнять более высокочастотные песни. Потомки самцов, которые размножались в условиях повышенной конкуренции, обладают большим весом, выносливостью, и охотнее исполняют брачную песню, чем потомки моногамных пар. Это выяснила международная группа биологов, результаты их работы опубликованы в журнале Animal Behaviuor.
С помощью полового отбора самка выбирает лучших самцов, чтобы родить от них наиболее здоровое потомство. Половой отбор также является движущей силой эволюции, заставляя самцов исполнять все более сложные брачные танцы и петь более сложные песни. У дрозофил брачный ритуал требует значительных энергетических затрат и навыков моторики: самец привлекает самок исполнением брачной песни, для чего он отводит одно или оба крылышка, и производит ими часто повторяющиеся вибрации небольшой амплитуды (HRR), чередующиеся с реже повторяющимися вибрациями высокой амплитуды (LRR). Самец начинает исполнять LRR песню, пока направляется к самке, а приблизившись вплотную, самец переключается на HRR песню, после чего делает попытку спариться с самкой. О частотности вибраций крыльев во время HRR песен судят по паузе между двумя следующими друг за другом импульсами (IPI). Исследования подтверждают, что низкий IPI — это важный критерий, по которому самки дрозофил выбирают себе самца. Ученые знали, что усиленная конкуренция за самку приводит к эволюции брачных песен, и решили подробно выяснить, на какие показатели моторики распространяются эти изменения.
Дрозофил (D. pseudoobscura) расселили по сосудам, при этом соотношение самцов и самок было разное. В моногамных сосудах (группы M1, M2, M3, M4) содержали по одной самке и одному самцу, в сосудах с повышенной полиандрией (то есть многомужеством, группы E1, E2, E3, E4) на каждую самку приходилось по шесть самцов. Их потомков помещали в аналогичные условия, формируя новые и новые поколения.
Песни самцов записывали с помощью специального оборудования (Insectavox). Каждого самца записывали только раз, из каждой линии селекции (группы) брали по 60 самцов. Затем записи расшифровывали, и выводили показатели частотности и амплитуды для HRR песен, интервал IPI между импульсами, считали количество HRR песен, которое исполнил каждый самец во время ухаживания, и другие показатели. Эти характеристики ухаживания сопоставляли с размером и температурой тела особей, интенсивностью ухаживаний, и происхождением (потомок моногамной линии — потомок полиандрической линии).
В результате ученые обнаружили зависимость вероятности пения с происхождением самца: самцы моногамных линий с меньшей вероятностью заводили брачные песни. Также они начинали петь в среднем на 5,7 секунд позже тех, кто родился в полиандрических семьях (P = 0.001). Как и ожидали экспериментаторы, пение энергозатратно, поэтому паузы между импульсами с каждым разом увеличивались, причем уменьшение частотности импульсов происходило быстрее у потомков моногамных предков.
Также с IPI коррелировала температура тела самцов, причем с каждым увеличением температуры на один градус Цельсия, пауза между импульсами уменьшалась на 0,32 миллисекунды (P = 0.012). Потомки полиандрических линий отличались большими размерами тела (P < 0.001), а крупные самцы не только пели HRR песни с более низкими интервалами между импульсами, но они могли дольше удержать этот темп. Амплитуда также коррелировала с размером тела (и крыльев) самцов (P = 0.024).
Так, результаты говорят в пользу того, что конкуренция за самку приводит к эволюционным изменениям, в том числе, увеличение показателей моторики, которые позволяют исполнять более сложные песни. Также авторы выявили показатели, которые ведут к большему репродуктивному успеху, такие как температура и размер тела самца, и обнаружили, что низкий IPI связан и с большей выносливостью.
Мы писали ранее о брачных играх дрозофил. Во многом их репродуктивное поведение запрограммировано генетически. Также мы рассказывали, что в жестокой конкуренция между самцами может пострадать и сама самка, если только конкурирующие самцы не имеют родственных и «дружеских» связей.
Анна Зинина
Они нам кажутся почти в два раза легче своего реально веса
Исследователи из Великобритании предложили людям сравнить вес их собственных ладоней и грузов, подвешенных к рукам, чтобы выяснить, насколько верно люди оценивают массу своего тела и его частей. Проведенные эксперименты показали, что испытуемые сильно занижают вес собственных кистей — в одном из экспериментов он оказался на 49,4 процента ниже, чем реальный. Результаты опубликованы в Current Biology. Когда мы берем какой-то предмет, его ощущаемый вес связан с чувством усилия — величиной двигательных команд, которые направляются мышцам. За восприятие веса самого нашего тела и его частей тоже отвечает центральная нервная система, но нет конкретных сенсорных рецепторов, которые были бы в этом задействованы. Воспринимаемый вес тела может меняться из-за усталости, анестезии и других факторов. Пациенты, перенесшие инсульт с параличом конечности, часто жалуются на то, что конечность стала тяжелее. Протезы тоже кажутся людям более тяжелыми, хотя часто весят меньше реальной руки или ноги. Элиза Ферре (Elisa R. Ferrè) из Лондонского университета и ее коллеги решили выяснить, как люди воспринимают вес собственной кисти. В трех экспериментах участвовали 60 человек. До начала испытаний каждый участник опускал кисть левой руки, опирающейся на предплечье, на 30 секунд, чтобы оценить ее вес. Затем к уже лежащей на подушке руке крепили браслет, на который подвешивали грузы разной массы. Участники должны были сказать, что ощущалось тяжелее — кисть или груз. Грузом выступали пакетики с рисом, всего их было 16 штук, а их масса составляла от 100 до 600 грамм. В экспериментах ученые использовали психофизическую лестницу. Среднюю массу кисти, согласно ранее проведенным исследованиям, ученые взяли за 400 грамм. Первый подвешенный груз отличался на 200 грамм, то есть его масса составляла 200 либо 600 грамм — в зависимости от того, была лестница нисходящей или восходящей. Массу следующего груза выбирал алгоритм: если участник считал, что груз тяжелее ладони, следующий подвешенный груз был легче, и наоборот. Так спустя какое-то количество испытаний масса грузов начинала колебаться вокруг некоторой цифры — предполагаемой (участником) массы кисти. В первом эксперименте 20 участников просто сравнивали вес кисти и вес груза. Всего с ними провели три блока по 20 испытаний. В конце эксперимента ученые измерили реальную массу кистей участников, посчитав объем вытесненной рукой воды. Средняя масса кисти составила 327,9 грамм. Участникам, однако, казалось, что их кисть весит гораздо меньше: средний ощущаемый вес кисти оказался в среднем на 49,4 процента ниже, чем реальный, — то есть кисть, по мнению испытуемых, весила менее 200 грамм (p < 0,0001). Во втором эксперименте участвовало еще 20 человек. Теперь после серии испытаний ученые попросили людей в течение десяти минут делать упражнения с ручным тренажером, чтобы их кисть устала. Усталость люди оценивали по стобалльной шкале; до начала испытаний она составляла в среднем 10 баллов, а после упражнений — 70. И до, и после упражнений участники воспринимали свои ладони более легкими, чем есть на самом деле. Однако уставшая рука казалась им немного тяжелее, и ощущаемый вес был уже на 28,8 процента ниже реального (p < 0,01), по сравнению с 43,9 процента до упражнений (p < 0,0001). В третьем эксперименте другие 20 участников пытались взвесить свою руку и мешочки с рисом, однако теперь в каждом испытании они чувствовали поочередно и вес кисти, и вес груза. Независимо от того, что они взвешивали первым, рука все равно казалось им легче, чем она есть на самом деле — в среднем на 33,4 процента (p < 0,001) Исследователи предположили, что такое искажение восприятия, возможно, помогает нам сравнивать массы двух предметов, которые мы берем в обе руки. Если один предмет весит 400 грамм, а другой 500, и к ним добавляется еще и масса самих рук (около 3 килограмм), то распознать, что тяжелее, а что легче, будет сложно. Таким образом, перцептивное «вычитание» веса собственных конечностей может улучшить восприятие веса самих предметов. Также авторы считают, что занижение ощущаемого веса тела — механизм, который помогает нервной системе модулировать активность, или, наоборот, отдых. А воспринимаемый вес предметов можно изменить в виртуальной реальности. Например, если предмет движется медленнее, чем рука, он будет казаться немного тяжелее. А еще более тяжелыми виртуальные объекты станут, если надеть на запястья вибрирующие ремешки.