Борьба за «пояс верности» не ускорила эволюцию бабочек
У бабочек-нимфалид из группы Acraeini половой антагонизм не ускоряет видообразование, сообщается в Systematic Biology. К такому выводу пришли биологи из США и Швейцарии, когда искали зависимость скорости появления новых видов этих бабочек от того, образуют ли насекомые сфрагис — своеобразный пояс верности, препятствующий оплодотворению самки несколькими самцами. По-видимому, новые виды Acraeini появляются под давлением каких-то других факторов, не связанных тесно с конфликтом полов.
Организмы борются за существование не только с условиями внешней среды и представителями других видов, но и с особями своего же вида — конспецификами. Конкуренция — одна из самых жестких форм такой борьбы, и она может возникнуть даже между самцом и самкой. Обоим нужно произвести на свет потомство (и для этого надо объединить усилия с противоположным полом), и желательно как можно больше, но если самка всегда может быть уверена в том, что приходится матерью своим детям, то самцу не гарантировано отцовство тех, кого он кормит. У двух полов возникает конфликт интересов, половой антагонизм. Самцы вырабатывают приспособления, позволяющие ограничить число партнеров самки, а последние пытаются обойти действия этих ограничений.
В каких-то случаях выстраиваются поведенческие преграды: моногамия или образование гаремов самцом (в постоянных парах или группах с одним самцом в составе самка вряд ли может «изменить»). В других случаях образуются анатомические преграды, например копуляционная пробка — своего рода пояс верности. Самцы многих видов позвоночных и беспозвоночных после спаривания оставляют в половых проходах партнерши структуры, которые запечатывают эти проходы и тем самым предотвращают получение семени конкурента. У насекомых копуляционную пробку называют сфрагис, и она достаточно часто встречается у представителей трибы (систематическая группа меньше семейства, но больше рода) Acraeini семейства нимфалид. Форма половых путей самок таких бабочек может быть очень сложной: теоретически это должно мешать установке сфрагиса.
Считается, что у видов с явно выраженным половым антагонизмом именно сексуальный конфликт во многом и направляет эволюцию, а также ускоряет ее. Поэтому можно предположить, что новые виды бабочек в трибе Acraeini будут возникать быстрее и чаще в тех подгруппах трибы, у членов которых формируется сфрагис. Это предположение проверили исследователи из США и Швейцарии под руководством Акито Кавахары (Akito Y. Kawahara) из Флоридского университета. Они четырьмя разными способами определили скорость видообразования у 160 видов Acraeini и 48 представителей других систематических групп. Этот параметр сопоставили c наличием или отсутствием сфрагиса у каждого конкретного вида Acraeini.
Независимо от методики определения скорости видообразования получалось, что копуляционная пробка ее не увеличивает. Дивергенция (в данном случае можно для простоты отождествить ее с появлением новых видов на базе старых) не ускорялась, но и не замедлялась при наличии сфрагиса. Это неожиданные данные для трибы, у многих видов которой ярко проявляется межполовой конфликт. Впрочем, подобный результат зоологи наблюдают уже не в первый раз. В 2014 году выяснилось, что скорость видообразования у птиц не зависит от того, насколько сильно отличается окраска у представителей разных полов — хотя разница в цвете оперения явно служит целям полового отбора, которому традиционно приписывают важную роль в эволюции.
Бабочки вырабатывают приспособления не только для выгодного взаимодействия с конспецификами, но и для успешной борьбы за существование с представителями других видов. Чтобы их не ели, они могут начать производить яд и в соответствии с этим сменить окраску на предупреждающую. Кроме того, некоторые, например медведицы (Arctiinae), сообщают о своей несъедобности еще и ультразвуком (в первую очередь летучим мышам). Теоретически они могут сильно не бояться атаки хищников, и поведенческие эксперименты показывают, что так оно и есть: в присутствии летучих мышей наиболее ядовитые медведицы замирают гораздо реже, чем их менее ядовитые родственницы.
Светлана Ястребова
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.