Znajdź zawartość

Naukowcy z Uniwersytetu Bristolskiego odtworzyli pieśń godową Archabollus musicus - wymarłego pasikonika sprzed 165 mln lat. Podczas rekonstrukcji wzięli pod uwagę cechy budowy skrzydeł skamieniałości odkrytej na północnym wschodzie Chin. Słuchanie tych dźwięków robi niesamowite wrażenie, zwłaszcza po przypomnieniu, że były one czymś powszechnym za czasów dinozaurów. Narządem głosowym współczesnych pasikonikowatych jest aparat strydulacyjny. Znajduje się on na sztywnych, pergaminowych skrzydłach pierwszej pary. By powstał dźwięk, owad musi go potrzeć. Jak jednak powstawała pieśń pasikoników sprzed milionów lat? Tak samo czy w zupełnie inny sposób? Dzięki szczęśliwemu trafowi można to było stwierdzić... Po odkryciu kilku owadzich skamieniałości grupa chińskich paleontologów, w której skład wchodzili m.in. Jun-Jie Gu i prof. Dong Ren z Capital Normal University w Pekinie, skontaktowała się z dr. F. Montealegre-Zapatą i prof. Danielem Robertem, specjalistami od biomechaniki wydawania dźwięków i słyszenia u owadów. Bristolczycy nawiązali z kolei współpracę z doktorem Michaelem Engelem z University of Kansas. Chińczycy dostarczyli naukowcom doskonale zachowaną skamieniałość ze środkowej kredy. Pod mikroskopem optycznym było doskonale widać elementy aparatu strydulacyjnego. Mogąc po raz pierwszy w historii nauki zapoznać się z budową narządu głosowego skamieniałości, Brytyjczycy i Amerykanin szybko odtworzyli jego budowę anatomiczną i porównali ją do 59 współczesnych pasikoników. Ponieważ to kształt ząbków na skrzydle determinuje, czy owad generuje złożoną pieśń, czy tylko dźwięk o jednej, niezmiennej częstotliwości, okazało się, że A. musicus należy do tej drugiej grupy. Montealegre-Zapata ujawnił, że częstotliwość komunikatu głosowego prehistorycznego owada wynosiła 6,4 kiloherca, a pojedyncza "zwrotka" trwała zaledwie 16 milisekund. Dla Archabollus i współczesnych pasikoników śpiew to podstawowy element wabienia partnerki. Wydawanie głośnych i czystych dźwięków powiadamia o obecności, lokalizacji i jakości śpiewaka. Samica decyduje, czy chce zareagować na komunikat, czy nie. Wykorzystanie jednej częstotliwości pozwalało dźwiękowi nieść się dalej [...], dzięki czemu serenada docierała do większej liczby samic - podkreśla Robert. Dzięki niskiej częstotliwości A. musicus był słyszalny w jurajskim lesie, w którym odzywały się też prymitywne żaby i stawonogi. Współczesne "śpiewające" pasikoniki prowadzą nocny tryb życia, co sugeruje, że A. musicus także brylował nocą. Choć nie padał zatem ofiarą dziennego archeopteryksa, niewykluczone, że żywiły się nim ssaki z rodzaju Dryolestes lub morganukodonty.

Samice żab drzewnych wykorzystują zawołania samców, by wybrać partnera z identyczną jak własna liczbą chromosomów. Muszą ich odróżniać w ten właśnie sposób, ponieważ na pierwszy i na drugi rzut oka panowie wyglądają tak samo. Biolodzy uważają, że opisywane odkrycie sporo wyjaśniło w kwestii powstawania nowych gatunków żab. Prof. Carl Gerhardt oraz doktorant Mitch Tucker z University of Missouri badali dwa blisko spokrewnione gatunki - rzekotkę różnobarwną (Hyla versicolor) oraz szarą (H. chrysoscelis). Żaby wyglądają identycznie. Różnią się tylko liczbą chromosomów. Rzekotka różnobarwna ma ich 2-krotnie więcej - tłumaczy Gerhardt. Samice potrafią stwierdzić, ile samiec ma chromosomów, wsłuchując się w jego pieśń godową. Samce obu gatunków śpiewają tę samą miłosną serenadę, ale jeden robi to wolniej. Można to porównać do różnicy między wersją oryginalną i unplugged Layli Erica Claptona - tłumaczy Tucker. W ramach wcześniejszych studiów naukowcy odkryli, że żaby drzewne z większą liczbą chromosomów mają większe komórki, co spowalnia tempo ich treli. Nie wiedziano jednak, czy preferencje akustyczne samic są powiązane z liczbą chromosomów. By to stwierdzić, Tucker symulował duplikację chromosomów, odtwarzając wiosenne temperatury na wczesnym etapie rozwoju płazów. Następnie dojrzałe samice słuchały komputerowo generowanych pieśni o różnym tempie. Okazało się, że skakały w kierunku głośnika, gdy słyszały zaśpiew w tempie charakterystycznym dla samca z identyczną do ich własnej liczbą chromosomów. To pokazuje, że sama liczba chromosomów kontroluje zachowanie, które pozwala utrzymywać oddzielność gatunków - podkreśla Gerhardt. Zwykle nowe gatunki powstają ze względu na istniejącą barierę fizyczną, np. masyw górski czy duży zbiornik wodny. Tutaj mamy do czynienia z rzadkim przypadkiem szybkiej ewolucji, zachodzącej w wyniku duplikacji chromosomów, zmiany zachowania oraz izolacji reprodukcyjnej.

Pieśń zalotna samca muszki owocowej nie tylko wprawia samicę w nastrój godowy, ale i przygotowuje ją na ewentualną chorobę. Entomolodzy z University of St Andrews zauważyli, że dźwięki wydawane przez samca zwiększają aktywność różnych genów, które w większości przypadków są związane z działaniem układu odpornościowego. Pieśń godowa samca Drosophila melanogaster powstaje w wyniku drgania skrzydeł. Na samicę działa wyłącznie pieśń partnera z jej gatunku. Na czym jednak polega pobudzenie, a konkretnie jak się przejawia na poziomie genów? Takie właśnie pytanie zadali sobie prof. Michael Ritchie i Elina Immonen z uniwersyteckiego Centrum Biologicznej Różnorodności. Stwierdzili, że na zaloty samca reagują geny zaangażowane w sygnalizację i powonienie, ale najsilniej odpowiadają geny odpowiadające za odporność. Wydaje się, że przygotowanie przez samicę do spółkowania obejmuje niezbyt romantyczne przewidywanie potencjalnego zakażenia – tłumaczy Ritchie. Uzyskane wyniki sugerują, zmiany, o których sądzono, że zachodzą w odpowiedzi na kopulację, mogą de facto stanowić adaptacyjne przygotowanie do aktu płciowego, włączając w to przewidywanie szkodliwych kontaktów [np. prowadzących do urazu] oraz podwyższonego ryzyka zakażenia patogenami.