Новозеландские туи разозлились на более талантливых певцов
Новозеландские орнитологи выяснили, что сложные и искусные песни конкурентов вызывают больше агрессии у самцов новозеландских туев, чем простые. Исследование опубликовано в опубликовано в International Journal of Avian Sciences.
Песни служат птицам для привлечения партнера и для обозначения границ своей территории. Песня отнимает много энергии (соловьи, например, теряют весной до двух третей своего веса, при этом только половина самцов успешно находит себе самку), поэтому способность самца долго и хорошо петь свидетельствует в пользу его здоровья и физических преимуществ по сравнению с другими, менее голосистыми особями. В экспериментах с зебровыми амадинами, например, было показано, что самки в большинстве случаев выбирают себе самцов по качеству и силе их песни (более того, невозможность выбрать самца делает самок несчастными и снижает их способность к размножению на сорок процентов). Успешно создавшие пару амадины при этом потом спорят о разделении семейных обязанностей.
Известно, что самцы отрицательно реагируют на чужие песни, поскольку видят в них угрозу. Ученые решили выяснить, влияет ли сложность и длительность песни чужака на эту реакцию. Для этого они провели серию экспериментов с новозеландскими туями (Prosthemadera novaeseelandiae — птицы стального цвета с сине-зеленым отливом, представителями семейства медососов). Туи живут в Новой Зеландии и отличаются способностью подражать различным звукам и даже словам; они считаются лучшей певчей птицей Океании, легко приручаются и часто содержатся в неволе.
Орнитологи исследовали 12 территорий туев в новозеландском заповеднике Таварануи, находящемся к северу от Окленда (четыре птицы были при этом окольцованы, остальные нет). После того, как устанавливалось, что на протяжении трех минут самцы заняты своими привычными делами и ни на что постороннее не отвлечены, на периферии каждой территории проигрывались записи сложных песен, простых песен или контрольной песни другого вида (тоже воробьинообразной птицы, но из семейства шипоклювковые, Gerygone igata). Сложные песни были длиннее, содержали больше «слогов» (понятие слога определялось по спектрограмме), отличались большим их разнообразием и количеством переходов между типами слогов. Всего использовалось шесть простых песен, шесть сложных и шесть контрольных, различающихся по вышеуказанным параметрам. Каждому самцу в день проигрывалось по одной новой, ранее им не слышанной песне (для того, чтобы выбрать, какую именно песню проигрывать, орнитологи пользовались приложением генератора случайных чисел для iPhone). После проигрывания каждой записи за поведением самца в течение трех минут велось наблюдение.
Интересно, что наблюдали за каждой птицей три человека, двое из которых не знали сути эксперимента (таким образом обеспечивалось «слепое» наблюдение). Четвертый человек наблюдал за тем, чтобы птица не улетела из поля зрения.
Выяснилось, что на сложные песни самцы реагируют гораздо сильнее, чем на простые — они подлетали практически вплотную к проигрывателю (в среднем приближаясь на расстояние 0,3 метра вместо 6,3), делали это быстрее и, кроме того, сами принимались петь более сложные песни. При этом стоит отметить, что все это происходило без присутствия и реакции самок.
То, что птицы по-разному реагируют на голоса представителей собственного вида было известно и раньше, однако впервые более агрессивное поведение самцов было показано с помощью количественных методов и применением статистического анализа.
Ученые замечают, что несмотря на то, что все варианты песни туев были получены с помощью специальной программы Raven Pro, исходные звуки, которые программа использовала, были записаны с помощью одной и той же птицы (живущей достаточно далеко от исследуемых объектов). Хотя программа комбинировала их по-разному, нельзя не учитывать тот факт, что особенности этой конкретной птицы могут влиять на восприятие других представителей вида, поскольку она обладает какими-то параметрами, которые пока не известны исследователям (например, умением «страшно ругаться»). Ведь недавно выяснилось, что у некоторых птиц в «речи» бывает даже свой синтаксис.
Анна Казнадзей
Впрочем, лишь на 4-6 дней
Европейские микробиологи обнаружили у почвенной бактерии Bacillus subtilis способность к хранению информации о смене дня и ночи. Если содержать бактерий в условиях 24-часовых суток, то у них устанавливался суточный цикл экспрессии ytvA — белка, чувствительного к синему свету. После смены режима освещения перестройка экспрессии ytvA происходила не мгновенно: признаки предыдущего цикла «день-ночь» сохранялись еще 4-6 дней. Чем ярче был свет днем, тем короче становился период колебаний экспрессии ytvA после перехода с режима «день-ночь» на полную темноту — так же ведут себя и некоторые циркадные ритмы человека. Исследование опубликовано в журнале Science Advances. Наиболее хорошо изучены циркадные ритмы, регулирующие поведение, рост и развитие эукариот. Но похожие внутриклеточные сигнальные пути описаны и у фотосинтетических прокариот, для метаболизма которых освещенность критически важна. Более того — в последние годы следы похожих систем находят в геномах и протеомах архей и бактерий, неспособных к фотосинтезу. Пока неизвестно, как устроены и для чего нужны такие системы прокариотам, неспособным к фотосинтезу. Марта Мерров (Martha Merrow) с коллегами-микробиологами из университетов Дании, Нидерландов, Великобритании и Германии описали циркадный ритм, связанный с регуляцией ответа на стресс у сапрофитной почвенной бактерии Bacillus subtilis. У бактерии есть несколько разновидностей фоточувствительных пигментов, от которых сигнал через цепочку посредников сходится на белках семейства Rsb. Они влияют на экспрессию более 200 генов, опосредующих ответ на осмотический, температурный, окислительный стресс и на действие антибиотиков. Основной пигмент, отвечающий за детекцию синего света у B. subtilis — белок ytvA. Ученые получили два штамма «дикого типа» B. subtilis и модифицировали их таким образом, чтобы бактерии синтезировали люциферазу вместе с белком ytvA (таким образом, клетки флуоресцируют прямо пропорционально уровню экспрессии ytvA). На первом этапе микробиологи в течение пяти суток растили культуры бактерий в условиях двенадцатичасового дня (монохроматический синий свет с длиной волны 450 нанометров) и двенадцатичасовой ночи (полная темнота). После того, как бактерии «привыкали» к такому режиму, их на неделю оставляли в темноте. Как и ожидали ученые, в первой фазе эксперимента активность ytvA падала спустя полчаса после включения синего света и плавно нарастала в темное время суток. Но во второй фазе колебания не исчезли, а их период растянулся до 29,4-30,2 часов, в зависимости от штамма. У культур B. subtilis, выросших без света, тоже были обнаружены колебания экспрессии ytvA с периодом 26-31 дня. Затем ученые решили посмотреть, как меняется активность ytvA при изменении продолжительности цикла «день-ночь». Как и в первой части экспериментов, сначала бактерии росли в условиях двенадцатичасовых периодов света и темноты. Но через пять дней ученые сокращали цикл в два или три раза. Поначалу после смены режима у бактерий сохранялся 24-часовой паттерн экспрессии ytvA, а рост активности гена в ответ на дополнительные периоды тьмы был менее выраженным. Но уже спустя пять дней бактерии «переучивались» на новый режим света и тьмы. Во время эксперимента ученые обнаружили у бактерий эффект, описанный в хронобиологии как «правило Ашоффа»: чем больше интенсивность освещения днем, тем короче становятся циркадные циклы в темноте у дневных организмов. При росте освещенности с 0,1 до 60 микроэйнштейнов на квадратный метр в секунду период колебаний падал в среднем с 27,5 ± 1,9 до 24,1 ± 0,7 часа. Ранее правило Ашоффа было описано в экспериментах на птицах и арабидопсисе, но не у прокариот. Открытие микробиологов показывает: сложно устроенные и зарегулированные циркадные ритмы распространены шире, чем считалось ранее. Впрочем, пока неизвестны белки, управляющие экспрессией фоточувствительного ytvA, и неясно, какие эволюционные преимущества дает бактериям такая регуляция. Авторы предполагают, что фоторецепторы, активирующие ответ на стресс, могут быть нужны почвенным организмам для регуляции для снижения интенсивности метаболизма на большой глубине. Подробнее о циркадных ритмах у представителей разных царств живой природы читайте в нашем материале «Ход часов лишь однозвучный», а о роли синего света в их регуляции — в материале «Только синь сосет глаза».