Когда самец бородатого манакина молниеносно щелкает крыльями, это больше, чем часть сложного акробатического брачного ритуала. Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале eLIFE биологом из Университета Уэйк Форест Мэтью Фуксджагером, крошечная мышца, выполняющая тяжелую работу, также является причиной того, что эта экзотическая птица эволюционировала в четыре разных вида.
Предыдущее исследование Фуксьягера показало, что крошечный бородатый манакин, длина которого чуть больше четырех дюймов, а вес около половины унции, имеет одну из самых быстрых мышц конечностей среди всех позвоночных. Во время тщательно продуманного брачного танца он использует эту мышцу - хвостовую лопаточную мышцу - для выполнения уникального движения «перекат-щелчок» на такой скорости, что человеческий глаз ее не заметит. Щелчок по перекатыванию создает механический хлопающий звук, когда крылья соединяются над спиной, чтобы привлечь внимание самки.
«Способность этой мышцы развивать разную скорость определила путь эволюции этих манакинов - позволила одному виду стать двумя, а двум - четырьмя», - сказал Мэтью Фуксджагер, один из немногих в мире экспертов по физиология манакина. «Это одна из первых работ, которая показывает, как это происходит».
Новое исследование Фуксьягера «Физиологическое ограничение акробатического поведения при ухаживании лежит в основе быстрого симпатрического видообразования у бородатых манакинов» финансируется Национальным научным фондом. В состав исследовательской группы входит докторант Уэйк Форест Мередит Майлз.
Fuxjager, доцент биологии в Wake Forest и главный исследователь исследования, смотрит на то, как манакины имели общего предка 300 000 лет назад, но затем быстро разделились на четыре вида: от белобородых манакинов до золотисто- манакины с воротником, а затем манакины с белым и оранжевым воротником. Основная цель всех его исследований - понять, как и почему животные демонстрируют замечательное поведение.
Это исследование делает то, что редко делают другие: оно исследует не только то, как развивалась небольшая группа животных, но и то, как они ведут себя в целом и как работает конкретная мышца в этих организмах. Этот трехаспектный подход показал исследователям, как скорость и производительность мышц повлияли на разделение на четыре вида.
Fuxjager отправился в Панаму и Коста-Рику, чтобы измерить, насколько быстро расширяется и сжимается хвостовая часть плечевой кости манакина при стимуляции, и сравнил записи звукового отображения щелчка при перекатывании манакина, чтобы отметить различия в скорости и продолжительности у разных видов. Паттерны показывают, что изменения в физиологии привели к изменениям в поведении, а затем к эволюции четырех видов манакинов.
Изучение сверхбыстрых мышц, таких как scapulohumeralis caudalis бородатого манакина, может дать информацию для исследования того, как такие болезни, как БАС, поражают мышцы человека, сказал Фуксьягер..
"Люди заинтересованы в моторном контроле и работе мышц - что делает мышцы быстрыми, что делает их сильными, и что может сделать их одновременно быстрыми и сильными", - сказал он. «Понимание того, как работают сверхмощные мышцы у этой птицы, может привести нас к лучшему пониманию мышечных заболеваний и способов их лечения».