Система зрения бабочек меняется в зависимости от сезона, как показало исследование

от

Переход от тёплого лета к прохладной осени может быть стрессовым для многих животных. Чтобы выжить в каждом сезоне, требуются множество различных физиологических и поведенческих особенностей, которые учёные всё ещё изучают.

Одним из наиболее очевидных способов, с помощью которого животные реагируют на сезонные условия, является изменение окраски, чтобы лучше соответствовать времени года. Обыкновенная бабочка-глазок (Junonia coenia) уже более ста лет вызывает научный интерес из-за резкого контраста между взрослыми особями, которые появляются летом со светлыми крыльями, и взрослыми особями, которые появляются осенью с тёмными крыльями.

Объяснение более тёмной окраски

Одно из объяснений более тёмной окраски заключается в том, что она помогает повысить температуру тела в более прохладную погоду, как и увеличение времени, проводимого на солнце для согревания.

Группа исследователей под руководством Университета Арканзаса в сотрудничестве с Корнельским университетом хотела выяснить, можно ли связать эти два сезонных изменения с генетическими изменениями, лежащими в основе зрительных систем бабочек.

В конечном итоге они надеялись подтвердить, что сезонное изменение окраски крыльев также сопровождается изменениями в поведении и чувствительности к определённым цветам, поскольку цветовое зрение влияет на многие особенности поведения бабочек.

Методы исследования

Команда отлавливала и записывала поведение обыкновенных глазков на прериях Северо-Западного Арканзаса (в частности, на прериях Вулси, Чесли и Стамп) с мая по ноябрь в период с 2018 по 2021 год. Исследование [опубликовано](https://besjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/1365-2435.70215) в журнале Functional Ecology.

Из глазной ткани, полученной от пойманных бабочек, они изучили, как модели экспрессии генов различаются у тёмных осенних бабочек и светлых летних бабочек. Они обнаружили, что по сравнению со светлыми летними бабочками более тёмные осенние бабочки с большей вероятностью будут проводить время, греясь на солнце.

Хотя они не нашли доказательств того, что чувствительность обыкновенного глазка к цвету меняется в зависимости от времени года, команда подтвердила сезонные закономерности в экспрессии многих других генов, важных для зрения и развития глаз. Это указывает на то, что обыкновенные глазки могут воспринимать окружающую среду по-разному, в зависимости от того, в какое время года они развиваются в виде гусениц.

Дальнейшие шаги

Следующим шагом будет определение того, какая часть среды развития вызывает эти изменения в зрительной системе (бабочки живут всего восемь-десять дней во взрослом состоянии, поэтому они переживают только один сезон). Это изменение температуры, изменение их визуальной среды или какой-либо другой сенсорный сигнал?

Наблюдательные исследования, изучающие поведение и экспрессию генов в диких популяциях животных, встречаются редко, поскольку естественные условия могут вносить вариативность, затрудняющую выявление значимых закономерностей. В этом исследовании сообщается о сильных моделях сезонного ответа даже вне контролируемых условий лаборатории.

Грейс Хирзель, первый автор статьи, провела большую часть полевых работ, будучи аспиранткой по биологическим наукам в Университете Арканзаса, работая с Эрикой Вестерман, доцентом биологических наук, которая является соответствующим автором статьи.

«Работа с дикими популяциями позволила нам изучить, как животные реагируют на время года в целом и в естественных условиях», — объяснила Хирзель.

«Мало того, что обыкновенные бабочки-глазки взаимодействуют со своим миром по-разному в зависимости от времени года, но они, вероятно, и видят мир по-разному в эти времена года. Бабочки-глазки — это лишь один из многих видов с очевидными сезонными чертами. Изменения в развитии сенсорной системы, подобные тем, что мы обнаружили у бабочки-глазка, могут быть общей стратегией, используемой многими животными для выживания в меняющихся сезонных условиях».

Эрика Вестерман специализируется на изучении зрительных систем бабочек. Почему бабочки? Она говорит, что её интересует общий вопрос: меняются ли наши сенсорные системы вместе с окружающей средой, и насколько пластична наша сенсорная система?

«Отличное место для начала — это вид, который, как вы знаете, проявляет пластичность в других областях», — сказала Вестерман.

«Итак, мы знали, что у них есть пластичность в их рисунке крыльев. Если мы собираемся получить пластичность в природе в сенсорной системе, бабочки-глазки — хороший вид для использования… Так что это мы пытаемся ответить на большой вопрос о том, как среда развития влияет на наше сенсорное восприятие?»

Вестерман также отметила, что «одной из причин, по которой мы работаем с этой бабочкой, является то, что она встречается по всей стране, но здесь, в Арканзасе, она встречается в действительно большом количестве. Её использовали для исследований развития и понимания того, как работают бабочки, в течение десятилетий. Но эти популяции всегда были с побережья, где это не так распространено».

«Для меня и Грейс было важно работать с местным населением здесь. Это обычная бабочка Арканзаса, она действительно красивая, и я думаю, что важно, чтобы некоторые виды, распространённые здесь, в Арканзасе и на центральных равнинах, также были представлены в научном сообществе».

Предоставлено Университетом Арканзаса.

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте