Привлекательный запах так же важен, как и внешний вид, когда дело доходит до выбора партнера - по крайней мере, среди популяций палочников.
Согласно новому исследованию, запах является важным фактором при выборе палочниками брачного партнера. Это могло бы объяснить, почему, когда внешность обманчива, насекомые все еще способны отдавать предпочтение партнерам того же вида - ключ к эволюционному успеху.
Выводы, опубликованные в журнале Nature Ecology and Evolution, являются частью 18-летней исследовательской программы, в рамках которой ученые из Университета Шеффилда и Лондонского университета Ройал Холлоуэй изучали популяции палочников в Калифорнии. в США, чтобы попытаться лучше понять, что движет образованием новых видов.
С точки зрения эволюции, способность избегать смешения генов с другими видами важна для сохранения различий между видами и развития характеристик, полезных для выживания. Большую роль в этом играет естественный отбор. Например, если популяция насекомых разработала эффективный камуфляж, который не позволяет птицам поедать их, новая популяция незамаскированных особей, перемещающихся в этот район, может не просуществовать долго и, таким образом, будет представлять лишь незначительную угрозу для генофонда.
Но ученые считают, что естественный отбор - это еще не вся картина: любые выжившие после хищничества все еще могут спариваться, так какие же другие факторы могут способствовать дальнейшему видообразованию или развитию новых и самостоятельных видов? Ответ, по крайней мере, для некоторых групп насекомых, по-видимому, в значительной степени зависит от природного запаха насекомых.
Команды из Шеффилда и Ройал-Холлоуэя изучили более 100 популяций палочников, включая 11 отдельных видов, в течение почти двух десятилетий, чтобы попытаться найти некоторые ответы на эту эволюционную загадку о том, как формируются новые виды.
«Формирование видов обычно происходит в огромных временных масштабах, и его очень трудно наблюдать напрямую - в основном мы просто получаем снимки того, что происходит в определенный момент времени», - говорит доктор Патрик Носил из Департамента животных и растений. наук в Шеффилдском университете. «Что мы сделали, так это сделали множество снимков и начали реконструировать эволюционный процесс, чтобы создать картину того, что может происходить в этих разных популяциях и в разные моменты времени».
Исследователи заметили, что палочники из разных популяций и видов не желают спариваться друг с другом. Они обнаружили, что выбор партнера, по-видимому, основывался на смеси определенных химических соединений на их коже, которые делали их более или менее привлекательными друг для друга.
Эти маслянистые химические вещества защищают тела насекомых и предотвращают их высыхание, но они также играют важную роль в «сигнализации» о привлечении подходящих партнеров.
«Мы обнаружили, что популяции, которые наиболее сильно различались по своим химическим профилям, сильнее дискриминировали спаривание друг с другом, а также больше различались по своим геномным последовательностям», - объясняет доктор Рудигер Риш из Школы биологических наук при Королевском университете. Холлоуэй, Лондонский университет.
Команда также изучила, что происходит, когда самок насекомых-палочников искусственно "надушили" химическими веществами, как их собственного, так и другого вида, и обнаружила, что это напрямую влияет на их привлекательность для самцов.
«Мы думаем, что эти кожные химические вещества - следующий шаг в видообразовании», - говорит доктор Носил. «Даже если насекомые выживают в другой среде, химические вещества на их коже обеспечивают следующий барьер для смешивания их генов».
Даже запах, однако, не является абсолютно надежной гарантией видовой дифференциации. Палочники по-прежнему могут время от времени смешиваться и спариваться между популяциями, даже если они различаются химически.
Чтобы произвести новый и полностью самобытный вид, требуется очень много времени. Мы думаем, что естественный отбор и выбор партнера могут привести к существенному прогрессу в формировании новых видов, но мы до сих пор не знаем, какие другие факторы помогают завершите этот процесс, не дав насекомым вообще смешивать свои гены», - добавляет доктор Риш.
Исследование включало работу ученых из 10 различных учреждений и трех стран и финансировалось Европейским исследовательским советом и Советом по естественным наукам и инженерным исследованиям Канады; Д-р Риш получил поддержку в рамках программы Human Frontier Science Program, а д-р Носил - Лондонского королевского общества.