Изменения климата сократят площадь темных участков на крыльях самцов стрекоз
Американские энтомологи выяснили, что площадь пигментированных участков на крыльях самцов стрекоз зависит от климатических условий, в которых они живут. Особи определенного вида, населяющие холодную местность, имеют более обширные темные области на крыльях, чем у их сородичей из теплых регионов, где велик риск перегрева. Похожая закономерность прослеживается на межвидовом уровне. При этом расцветка крыльев самок мало зависит от климатических условий. Как отмечается в статье для журнала Proceedings of the National Academy of Sciences, по мере того, как планета нагревается в результате антропогенных изменений климата, площадь темных участков на крыльях стрекоз-самцов, вероятно, будет уменьшаться.
На крыльях многих стрекоз есть участки, окрашенные в темный цвет. Обычно они используются для общения с сородичами: например, самцы ряда видов привлекают с их помощью самок и прогоняют конкурентов, причем чем обширнее площадь таких областей, тем большего успеха добьется их обладатель. Кроме того, темные участки на крыльях стимулируют активность насекомых в прохладном климате, повышая температуру их тела более чем на два градуса по Цельсию. Впрочем, в жаркую погоду стрекозы с сильно пигментированными крыльями рискуют получить тепловой удар и даже погибнуть. Эта проблема в первую очередь актуальна для самцов, которые часто летают над хорошо освещенными участками, в то время как самки стараются держаться в более прохладных затененных местах.
Команда энтомологов во главе с Майклом Муром (Michael P. Moore) из Университета Вашингтона в Сент-Луисе предположила, что окраска крыльев стрекоз-самцов должна коррелировать с климатическими условиями. Согласно данной гипотезе, представителям северных и горных видов выгодно иметь более темные крылья, в то время как южным больше подходят прозрачные. В то же время пигментация крыльев самок может не так сильно зависеть от условий окружающей среды.
Проанализировав данные о 319 видах стрекоз, распространенных в Северной Америке, исследователи пришли к выводу, что самцы тех из них, что обитают в более теплом климате, действительно с меньшей вероятностью имеют пигментированные участки на крыльях. Напротив, виды, для самцов которых характерны самые темные крылья, склонны селиться в более прохладных условиях. Среди женских особей стрекоз наблюдается совсем иная картина. У видов из теплых регионов самки немного чаще приобретают пигментированные крылья, однако при этом интенсивность окраски самочьих крыльев никак не коррелирует с климатом.
Мур и его коллеги отмечают, что большинство североамериканских стрекоз появились намного раньше, чем на континенте установились современные климатические условия. Таким образом, эти насекомые заселяли подходящие для них территории по мере их появления либо меняли расцветку крыльев в ответ на изменения экологических условий на местном уровне.
Чтобы выяснить, насколько сильно пигментация стрекозьих крыльев может варьировать пределах одного вида в зависимости от климатических особенностей местности, энтомологи оценили площадь темных участков у десяти наиболее распространенных североамериканских видов разнокрылых стрекоз (Anisoptera). Для этого они проанализировали более 2700 изображений, загруженных на платформу iNaturalist. Оказалось, что для семи из десяти изученных видов характерна следующая закономерность: у самцов, живущих в теплом климате, пигментированные участки имеют меньшую площадь, чем у их сородичей из более холодных регионов. Поскольку у стрекоз окраска крыльев отдельной особи не зависит от того, в каких условиях она развивалась, Мур и его соавторы объясняют полученные данные генетическими различиями между отдельными популяциями.
Интересно, что среди женских особей аналогичную зависимость удалось обнаружить лишь у трех видов. Таким образом, условия окружающей среды оказывают менее значительное влияние на самок стрекоз по сравнению с самцами не только на межвидовом, но и на внутривидовом уровне. В результате в самых холодных частях Северной Америки площадь пигментированных участков на крыльях самок на 25 процентов меньше, чем у конспецифичных самцов, а в самых теплых — всего на два процента меньше.
По оценке Мура и его соавторов, стрекозам требуется менее ста поколений, чтобы адаптировать рисунок на крыльях к изменениям окружающей среды. Учитывая, что по вине человека планета быстро нагревается, многие виды этих насекомых, вероятно, столкнутся с необходимостью уменьшить размер темных участков. Некоторые проявления данного процесса можно заметить уже сейчас. Судя по данным, полученным для все тех же десяти видов разнокрылых стрекоз, в период с 2005 по 2019 годы в самые теплые годы средняя площадь пигментированных областей на крыльях самцов была минимальной (вероятно, за счет выборочной гибели самцов с наиболее интенсивной расцветкой крыльев). Впрочем, многолетнего тренда на сокращение темных участков на крыльях самцов обнаружить не удалось.
Авторы предсказывают, что к 2070 году, когда средняя температура воздуха в Северной Америке может вырасти на 4,5 градуса по Цельсию по сравнению с доиндустриальными уровнями, площадь темных участков на крыльях местных стрекоз-самцов заметно сократится. При этом на окраске самок климатические изменения вряд ли отразятся.
Ранее японские биологи выяснили, что чем больше вариантов окраса у представителей конкретного вида, тем ниже риск его вымирания и шире диапазон климатических условий, в которых он может жить. Данное наблюдение удалось подтвердить для равнокрылых стрекоз, а также бабочек-желтушек и некоторых позвоночных.
Сергей Коленов
Они повлияли на выбор материала и размер барабанных палочек
Самцы черных какаду при изготовлении музыкальных инструментов, с помощью которых они барабанят по стволам деревьев, выбирают их материал и размеры в зависимости от индивидуальных предпочтений. Орнитологи выяснили, что некоторые представители этого вида создают барабанные палочки только из веток, а другие также используют твердые оболочки плодов. Кроме того, ученые выявили индивидуальные различия в размерах барабанных палочек. Результаты исследования опубликованы в статье для журнала Proceedings of the Royal Society B. Черные какаду (Probosciger aterrimus) выработали необычный способ общения с сородичами. Самцы этих попугаев из популяции, обитающей на австралийском полуострове Кейп-Йорк, во время брачных демонстраций берут в левую лапу ветку или твердую оболочку плода гревиллеи Grevillea glauca и ритмично ударяют ими по стволу дерева (хотя нередко они просто бьют по стволу лапой). Так они производят громкий звук, с помощью которого обозначают границы территории и привлекают самок. Ритм этого звука у каждого самца индивидуален. А чтобы музыкальными инструментами было удобнее пользоваться, какаду обкусывают ветки до примерно 20-сантиметровой длины и удаляют с них листья и придают оболочкам плодов определенную форму. Как правило, на территории самцов есть несколько деревьев для демонстраций — и они переносят барабанные палочки между ними. https://youtu.be/2_wh3liNT_o Команда орнитологов под руководством Роберта Хейнсона (Robert Heinsohn) из Австралийского национального университета решила больше узнать о том, как черные какаду создают музыкальные инструменты из веток и плодов. Для этого исследователи отправились в национальный парк Кутини-Пайяму, расположенный на полуострове Кейп-Йорк. В 2013–2015 годах они собрали около демонстрационных деревьев какаду, расположенных в парке и его окрестностях, 256 музыкальных инструментов этих птиц: 227 из них были сделаны из веток и 29 — из оболочек плодов. Средняя длина барабанных палочек из веток составила 208,6 миллиметра, ширина — 12,8 миллиметра, а масса — 15,8 грамма. Средняя хорда палочек (то есть кратчайшее расстояния между концами палочки) равна 209,6 миллиметра, кривизна (вычисленная путем деления длины палочки на ее хорду) — 1,02, а количество сучков, оставшихся после удаления второстепенных веточек — 2,2. Музыкальные инструменты их оболочек плодов имели средние размеры 39,1 миллиметра на 41 миллиметр на 33,9 миллиметра. На следующем этапе Хейнсон и его коллеги оценили индивидуальные предпочтения какаду при выборе материала для музыкальных инструментов и их обработке. Чем больше инструментов авторы находили под демонстрационным деревом, тем выше была вероятность, что среди них окажется оболочка плода. Кроме того, выяснилось, что самцы чаще используют инструменты из оболочек плодов вместе с барабанными палочками из веток, если их соседи пользуются только барабанными палочками. При этом, хотя многие самцы барабанили только ветками, ни один из тринадцати самцов, под деревом которого исследователи нашли больше шести инструментов, не барабанил только оболочками плодов. Лишь у одной особи из четырнадцати инструментов, найденных под демонстрационным деревом, тринадцать были сделаны из оболочек плодов. В целом анализ продемонстрировал, что предпочтения самцов при выборе материала для инструментов распределены не случайным образом. Ограничив выборку двенадцатью самцами, под деревьями которых были найдены более шести инструментов (особь, отдававшую предпочтение оболочкам плодов, из этого анализа исключили), Хейнсон с соавторами установил, что длина и хорда барабанных палочек заметно отличаются от особи к особи. Похожие закономерности были выявлены для музыкальных инструментов, использовавшихся какаду в течение одного сезона, причем в данном случае к различиям в длине и хорде добавились различия в ширине и массе. Результаты исследования демонстрируют, что у самцов черных какаду есть индивидуальные предпочтения при выборе материала для изготовления музыкальных инструментов. Кроме того, разные особи предпочитают барабанные палочки разного размера и формы. Авторы подчеркивают, что ветки деревьев и плоды гревиллей, подходящие для изготовления музыкальных инструментов, встречаются в парке Кутини-Пайяму в изобилии. Таким образом, индивидуальные различия в предпочтениях какаду нельзя объяснить дефицитом материалов. Зоологам уже известны примеры видов, представители которых демонстрируют индивидуальные предпочтения при выборе материала для инструментов и их изготовлении. Например, новокаледонские вороны (Corvus moneduloides) из разных популяций создают крючки и колючки из разных видов растений. Однако черные какаду стали первым примером такой индивидуальной изменчивости при изготовлении инструментов, не связанных с добычей пищи. Возможно, различия в предпочтениях какаду связаны с тем, что у каждого самца есть свой индивидуальный стиль барабанного боя. При этом молодые птицы, скорее всего, формируют эти предпочтения, наблюдая за барабанящими отцами. Ранее орнитологи выяснили, что танимбарские какаду (Cacatua goffiniana), которые обитают на востоке Индонезии, создают из дерева три разных типа инструментов и используют их, чтобы извлечь содержимое из-под оболочки семян церберы. Толстый тупой клин позволяет расширить щель во внешнем слое, маленький острый «нож» — разрезать лежащую ниже тонкую оболочку, а «ложкой» птица извлекает кусочки семени. Орнитологи, описавшие данное поведение, предполагают, что это самый сложный пример использования инструментов среди всех животных, у которых нет рук.