Самцы оляпки, которые в детстве получали больше пищи и были в лучшей физической форме, чаще поют, а и их песни более разнообразные, чем у самцов, которые пережили голодное детство в многодетном выводке. Это первое полученное в дикой природе свидетельство того, что условия жизни птенцов влияют на качество их взрослых песен, и соответственно, привлекательность для самок. Исследование опубликовано в PLOS One.
Половой отбор является основным двигателем эволюции сложных песен, которые исполняют в брачный сезон самцы певчих птиц. Считается, что само по себе пение не требует серьезных затрат энергии, однако пение отнимает много времени, которое можно было потратить на поиск пищи, и повышает риск быть замеченным хищником. Также, развитие мозговых структур, необходимых для пения сложных песен, несет значительные энергетические расходы — певчие птицы имеют специальную область переднего мозга, которая отвечает за обучение и исполнение песен. Область, отвечающая за пение, формируется еще у маленького птенца, поэтому существует предположение, что стресс в детстве может плохо сказаться на качестве песен особи в будущем.
Чтобы проверить эту гипотезу, Люси Магулаган (Lucy Magoolagan) из Ланкастерского экологического центра и ее коллеги провели исследование в популяции оляпки (Cinclus Cinclus) неподалеку от Сидберга. Все особи на наблюдаемой площади были помечены уникальным сочетанием трех цветных колец, по которым их можно было различать визуально. Исследователи сосредоточили внимание на 18 юных самцах в первые три недели их жизни. У каждого из них измеряли массу тела, длину цевки, а также отмечали сколько раз за час родители приносят корм и сколько птенцов в выводке. Затем, когда птенцы выросли, орнитологи вернулись, чтобы записать их песни и отметить частоту пения в сезон размножения.
Взрослые самцы оляпки, которые были в лучшей физической форме в первые недели жизни, исполняли песни с большим количеством уникальных слогов (в среднем в 1,6 раз больше), чем те, что были худыми в детстве. Кроме того, птенцы, которых родители кормили больше, так как они росли в небольшом выводке, во взрослом возрасте пели почти в два раза чаще, чем самцы из «неблагополучных семей».
Эти результаты являются первыми свидетельствами того, что ранние условия жизни влияют на пение взрослых самцов, полученными в дикой популяции. В дальнейшем авторы исследования планируют изучить физиологические механизмы, обеспечивающие эту связь.
Не только песни являются двигателями полового отбора у птиц. Недавно было обнаружено, что если у какого-то вида однообразные песни, то птицы компенсируют это яркой окраской, и наоборот — сложные песни обычно сочетаются с менее ярким окрасом перьев самца.
Александра Кочеткова
И помогли начать половой акт
Американские ученые выяснили, что тельца Краузе в половом члене и клиторе мышей возбуждаются при легких прикосновениях и механических вибрациях с частотой 40-80 герц. Специфические для этих рецепторов нейроны в спинальных ганглиях передают информацию в серую спайку спинного мозга в пояснично-крестцовом отделе. Мыши без телец Краузе с трудом начинали половой акт, а самцы реже достигали эякуляции, что говорит об их важной роли в сексуальном поведении. Препринт работы опубликован на сайте bioRxiv.org. Кожа человека хорошо иннервирована: по всему телу располагаются рецепторы, которые представлены как свободными нервными окончаниями, отвечающими за основную перцепцию прикосновений, температуры и боли, так и нервными окончаниями, заключенными в капсулу. Считается, что они ответственны за перцепцию специфических воздействий. Например, тельца Пачини воспринимают грубое механическое давление, а тельца Руффини — растяжение. Долгое время считалось, что колбы Краузе в надсосочковом слое дермы специфически воспринимают холод, однако дальнейшие исследования этого не подтвердили. При этом еще в конце XIX века Вильгельм Краузе, который впервые описал эти рецепторы, обнаружил их в губах, языке и гениталиях человека. В половом члене и клиторе они выглядят иначе (в этих местах они называются тельца Краузе, или генитальные тельца): они имеют цилиндрическую форму и содержат простые окончания (в коже волокна чаще свернуты в клубочек). Однако до сих пор не до конца ясна их роль и специфика перцепции. Дэвид Джинти (David Ginty) с коллегами из Гарвардской медицинской школы исследовали физиологию телец Краузе у мышей. С помощью окрашивания нейрофиламента-200 и белка S100 (первый отражает нервные волокна крупного калибра, а второй — терминальные шванновские клетки), они обнаружили в гениталиях самок мышей высокую плотность телец Краузе по всему клитору, но при этом они отсутствовали в ткани влагалища. В гениталиях самцов тельца наблюдались по всей головке полового члена и внутренней поверхности крайней плоти. Несмотря на разные размеры женских и мужских гениталий, общее количество телец Краузе в клиторе и пенисе было сопоставимым. Таким образом, плотность телец Краузе была в 15 раз больше в клиторе, чем в головке полового члена. Затем с помощью генетических исследований ученые выяснили, что в тельцах Краузе располагаются чувствительные отростки двух групп нейронов спинальных ганглиев пояснично-крестцового отдела: TrkB и Ret. Кроме того, дальнейший анализ показал, что отростки этих нейронов специфически образуют тельца Краузе (им не удалось найти в них чувствительные волокна от других нейронов). Информация от этих нейронов далее следует в заднюю часть серой спайки спинного мозга, которая находится около центрального канала, в пояснично-крестцовом отделе спинного мозга. Благодаря оптогенетическим методам и механическому воздействию удалось выяснить, что волокна нейронов TrkB и Ret являются А-волокнами, то есть хорошо миелинизированными волокнами со скоростью передачи импульса 3-11 метров в секунду. Кроме того, у волокон нейронов TrkB были низкие пороги механического возбуждения, быстрая адаптация и точная синхронизация по фазе для каждого цикла механических колебаний. При этом волокна нейронов Ret демонстрировали более высокие пороги механического возбуждения. Обе группы нейронов активно реагировали на вибрации с частотой 40-80 герц. Затем ученые исследовали, как тельца Краузе могут влиять на сексуальное поведение мышей. Они обнаружили, что прямая оптогенетическая стимуляция полового члена (десять герц, импульс две миллисекунды в течение 20 секунд) у мышей, которым в тельца Краузе (нейроны TrkB) внедрили опсины, приводила к эрекции у 6 из 10 животных. У контрольных мышей без опсинов эрекции не наблюдалось. Рефлекторные реакции на оптогенетическую стимуляцию телец Краузе нейронов Ret не тестировались, поскольку их было сложно промаркировать опсинами. Хотя у самцов, у которых не было телец Краузе, не наблюдалось проблем с эрекцией, у них были проблемы с введением полового члена во влагалище: они дольше начинали этот процесс и хуже его осуществляли. Кроме того, меньшее количество самцов без телец Краузе достигли эякуляции по сравнению с контрольной группой. У самок потеря телец Краузе также сопровождалась проблемами с началом полового акта. Таким образом, команда Джинти впервые так подробно описала структуру и физиологию телец Краузе в гениталиях мыши. По мнению ученых их результаты можно распространить и на человека, поскольку, например, вибрации с частотой 40-80 герц считаются возбуждающими и для людей. Однако у человека дополнительно необходимо исследовать влияние телец Краузе на сексуальное поведение. Об эволюции полового члена и его восприятия можно прочитать в книге Эмили Уиллингем «Парадокс пениса: Уроки жизни из мира животных» (издательство «Альпина нон-фикшн»).