Skrb za uho vzbujajo skrbne hčere • Elena Naimark • Znanost Novice o "Elementih" • Entomologija, etologija, evolucija

Skrb za uho vzbujajo skrbne hčerke

Ženska ušesa, ki skrbi za mlade nimfe, je pravkar izdala svoja jajca. Razveselila ga skrbna mati, hčere pa bodo poskrbele tudi za svoje potomce. Fotografija z warrenphotographic.co.uk

Znano je, da se pri višjih vretenčarjih skrb za potomce prenese iz generacije v generacijo. Tu so vključeni in genetski mehanizmi dedovanja, epigenetike in učenja. Izkazalo se je, da je tudi stopnja oskrbe žuželk za mladoletnike podedovana, pri tem pa ima glavna vloga usposabljanje in epigenetska dediščina. Ne glede na razpoložljive genetske lastnosti, če je bila za mlade, ki so ji zaupane, odgovorna ušesna mama, bi se potomci rastejo s povečano stopnjo oskrbe in nadaljevali določen trend starševske oskrbe.

Nemški znanstveniki iz univerze Mainz v Gutenbergu in Univerzi Goethe v Frankfurtu na Majni so radovedni študiji posvetili antični temi o izvoru družine. Zanima jih evolucijski vidik prednosti, ki jih starševska oskrba daje v zgodnjih fazah oblikovanja družinskih odnosov in ali je prenos nepotizma iz generacije v generacijo.To "družinsko" vprašanje se nanaša ne le na višje živali, saj mnoge živali skrbijo za svoje potomce. To so vrste, ki izvajajo tako imenovano K-strategijo z značilno nizko populacijsko velikostjo, nizko smrtnost mladih, stabilnih življenjskih razmer itd. Nasprotjujeta se vrstam s strategijo r, za katero je značilna visoka populacijska številka smrtnost in nestabilne življenjske razmere. V slednjem, v načinu življenja, skrb za potomce ni zagotovljena. (Za K- in r-strategije glej: Reproduktivne strategije, pa tudi Teorija izbire r / K.)

Z začetkom vprašanja evolucije družinskih odnosov so znanstveniki izbrali predmet študija navadnih earwigov. Težko si je zamisliti, da to ni zelo lepo žuželka (morda ima ušesec občudovalce, ki mi bodo odpustili subjektivno oceno), lahko postane skrbna mama, ki skrbno ščiti preostale njene otroke. Ampak to je.

Ženska, ki je konec jeseni parila z moškimi, izkopa buvo, kjer zimo in na koncu zimo položi jajca. Opeka več mesecev postane predmet njene pozorne pozornosti: v hrastu, žensko povleče jajca izena komora na drugo, kjer so trenutno najprimernejši pogoji, očisti jajca pred paraziti in porabi več kot 80% časa na sklopki. Spomladi, ko se pojavijo nimfe, začne jih negovati – prinaša primeren plen ali regurgitates za njih razkosano hrano. Skrb za nimfe traja več tednov, dokler ne trikrat molijo in ne gredo na stopnjo odraslega žuželka (skupaj ima 5 molt v ušesih).

Vendar pa med ušesi so manj odgovorne matere. Opustijo svoje pleme, ne da bi zapravljali čas in trud za hranjenje in čiščenje parazitov. Poleg tega tekmujejo s svojimi potomci za hrano, s čimer se zmanjša preživetje mladih. To vedenje je povsem sprejemljivo za earwigs, ker lahko svoje nimfe, za razliko od mladičev in drugih nemočnih dojenčkov, enostavno skrbijo za sebe: najdejo hrano in jo zgrabijo ter se zaščitijo pred sovražniki. Torej materina prisotnost za earwigs, ki je prišla iz jajc, sploh ni potrebna.

Torej, vprašanje je: "Zakaj so Earwigs matična oskrba?" se izkaže, da je resnično ne-trivialna. Kakšna je uporaba dejstva, da ženska porabi sredstva za potomce,ki že raste odlično? Navsezadnje jih lahko preživi na dodatnem položaju (pogosto je to točno to, kar se zgodi).

Znanstveniki so izvedli vrsto eksperimentov, v katerih so vzgojili več generacij ušes v prisotnosti skrbne matere in brez nje. Ob istem času so preverili več alternativnih možnosti: kaj bi se zgodilo, če bi bili starši moški in ženska, ki je rasla kot sirote; če je ženska sirota, in moški je odraščal v navzočnosti mame; ali če sta oba starša vzgojena ob navzočnosti matere. Potem so bili primerjani značilnosti pridobljenega potomca, ko so ga gojili z materami ali brez njih. Istočasno so upoštevali morfologijo odraslih žuželk, stopnjo nimfnega razvoja (od prve molte do zadnjega) in vedenjske znake matere glede na potomce: ali ščitijo svojo sklopko, ščitijo nimfe in dobro hranijo.

Vedenjske značilnosti so seveda odvisne od družinske anamneze mamine-earwig-a, pa tudi od lastnosti potomcev, ki jih prinaša. Zato so se v izkušnjah (slika 1) zgodile oskrbovale mlade osebe (pomagalo ji je dejstvo, da so earwigovi niso razlikovali svojih položajev od nekoga drugega), tako da bi moški-earwig ali raje mačeha-earwig lahko nosili kakršno koli polaganje z danim družinska zgodovina.Po tem, ko so nekdo drug postavili na vzgojo žensk, so eksperimentanti odstranili učinek genskega srodstva: ženske niso imele možnosti skrbeti za svoje – v izkušnjah z earwigs, nasprotno, je bilo potrebno skrbeti samo za tujce. Poleg tega je omogočila, da bi ugotovila, ali bi matere podobno obravnavale sklopko in nimfe, ki jih ustvarijo starši staršev in starši, ki jih skrbijo njihove matere. Z drugimi besedami, ali se spremlja sodelovanje "babice" glede značilnosti "vnukov" in materinega obnašanja "vnukinjev", to je, ali bo opazen dolgoročni učinek skrbi za potomce. Znanstveniki so izračunali, da če je oskrba potomcev v ušesih rigidno določena z dedno dediščino, bodo značilnosti oskrbe v tistih, ki jih vzgajajo matere ali goji brez matere, podobne. Če gre za vzgojo, se bo razlika nekako manifestirala.

Sl. 1. Shema eksperimenta. (a) – kratkoročno so bili učinki materinske odsotnosti (materinskega prikrajšanega, MD) in prisotnosti (materinskega ženska, MT) matere ocenjeni glede na značilnosti nimf in hitrost njihovega razvoja. Prikazane so žuželke, vzgojene v navzočnosti mame v sivi barvi, in žuželke, ki so rasle brez matere – črna. (b) – na dolgi rok je bil ovrednoten učinek prisotnosti / odsotnosti mater na materini generaciji. Na prvi stopnji so bile prešle ženske in moški z različno družinsko anamnezo (v vseh možnih variantah), potem je ženska položila jajca. Na drugi stopnji je bila vsaka sklopka razdeljena na dva dela, ki so jih dobili posvojiteljice z drugo družinsko zgodovino. V tretji fazi je bil del nimfov deponiran tako, da bi rastejo brez skrbi za mater. Eksperiment je spremljal vedenjske značilnosti mame v odnosu do učencev, pa tudi značilnosti samega potomstva. Slika iz obravnavanega članka v Proc. R. Soc. B

Rezultati so presenetili znanstvenike. Earwigs, vzgojeni brez vključenosti mater, so bili večji in močnejši (z dolgimi sorniki-cerci) so se razvili hitreje. Smrtnost mladičev je bila v vseh poskusih podobna, materinska skrb ni vplivala na ta indikator. Res je, da po mnenju znanstvenikov to vplivajo na idealne razmere v laboratoriju – poln živilski dodatek, nenehna vlažnost in temperatura. Matere, ki skrbijo za potomce, bi lahko pojedle hrano v bližini sklopke, pri čemer so mlade iz tega vira.Poleg tega je lahko vplivalo tudi natečaj za hranjenje mater, ki odvrača od mladičev in zmanjšuje skupno količino prejetih živil. V naravi se to praviloma ne zgodi. Toda na drugi strani ta rezultat kaže relativno korist materine nege, vsaj za takšna izbirna družinska razmerja. Včasih je lahko koristno, vendar včasih škodljivo. Kot je pokazal ta eksperiment, je lahko koristno v razmerah pomanjkanja virov in obilja zunanjih sovražnikov.

Bolj zanimiv je vpliv materinske oskrbe na materinske kvalitete svojih hčerinskih podjetij. Če odrastejo brez mame, potem sami postanejo zelo povprečni starši: samo zato, da že dolgo dolgo pobegnejo iz svojih krempljev, mladi ščitijo manj voljno in nimfe se hranijo malo. Z drugimi besedami, so nekako kopirali svojo preteklost. Po rodnosti se ohranja učinek upočasnitve razvoja mladih: v prisotnosti matere potomci vzamejo več časa za dokončanje vseh molz. No, to nas ne bo presenetilo: bolj iskreno mati, bolj infantilni potomci, je smešno, da to pravilo velja tudi za earwigs.

Še bolj nenavaden je vpliv moških na manifestacijo nepotizma.Tisti moški, ki so jih vzgajali njihove matere, so dali potomce, ki zahtevajo posebno pozornost. Medtem ko so pri moških, ki v svojem otroštvu niso doživeli »čare« materinske nege, se izkažejo manj zahtevni mladoletniki. Kot je razvidno iz predstavljenih grafov (slika 2), se pozornost mater-earwigov do potomcev otrok sirov in od očetov do mater se zelo razlikuje. Potomci iz osamosebnih mačjih mačk so hladnejši in jim nudijo manj hrane. To razlikovanje, čeprav je ilustrirano, vendar je avtorjeva razprava o njem zelo skromna, je omejena na preprosto dejstvo. Kljub temu lahko to kaže na živahen izraz spola (glej: Spolni spopadi). Za moškega je koristno, da žensko skrbi za svoje potomce čim bolje, medtem ko je za žensko preveč skrbi za potomce lahko obremenjujoče. V tem primeru moški lahko dela in prenese dedni kompleks na naslednjo generacijo in prisili ženske, da svojim potomcem posvečajo večjo pozornost. Takšen kompleks ne deluje za hčerke, saj jim v prihodnosti ni dobičkonosno pokazati pretirane ljubezni do sebe.Možno je, da lahko konflikt med spoloma prispeva k razvoju nepotizma in sprememb strategij r / K.

Sl. 2 Različne manifestacije oskrbe potomcev v drugi generaciji ušes. (a) – kako dolgo posvojena mama pusti svojo sklopko brez nadzora, če je izgnana: žensko, ki raste brez skrbi za mater, bo izginila dlje časa. (b) – število navadnih nimf: ker so nimfe prozorni, potem, če dobijo obarvano hrano, potem je mogoče krmljene posameznike enostavno šteti; ženske, ki jih vzgajajo matere, hranijo svoje potomce več. (c) – mlada genetska preteklost vpliva na stopnjo zaskrbljenosti zanje: testirane so bile različne kombinacije staršev – moški in samice, vzgojene z materami ali brez njih (MT – materinsko), ali brez njih (MD – materno prikrajšani). Očitno je, da če je genetski oče odraščal v navzočnosti mame, potem njegov potomec na tak ali drugačen način zagotavlja večjo pozornost njemu; to velja tudi v primeru parjenja takih moških z osirotelimi ženskami. (d) – posvojena mati bolj ljubosumno ščiti nimfe, ki jih proizvajajo "družinski" starši (brez upoštevanja genetskih očetov nimf). Slika iz obravnavanega članka v Proc. R. Soc. B

Zgodovina družinskih odnosov v zgodnjih urah je poučna v mnogih pogledih.Prvič, samo skrb staršev ne more prinesti oprijemljivih koristi za potomce. Pomembno je le, če se razmere poslabšajo. Drugič, potomci na tak način manifestirajo dedne starševske lastnosti – z drugimi besedami, učinek skrbi za potomce je lahko trajen. Ponavljanje družinskih odnosov od generacije do generacije je značilno ne samo za višje vretenčarje – na primer podgane in primate – pa tudi za earwigs. Z nastankom neugodnih razmer bo tako dolgoročen učinek zelo koristen. Tretjič, prispevek moških in žensk k nastanku družinskih razmerij je lahko drugačen. Za moške je bolj donosno, da samice skrbijo za svoje potomce. Torej, kot kaže primer z earwigs, so lahko prilagoditve moških in njihovi načini prenosa te lastnosti na naslednjo generacijo odločilni.

Kako natančno se želja za oskrbo prenese na naslednjo generacijo ostaja nejasna. To je lahko genetski in epigenetski mehanizem (za epigenetsko dediščino skrbi za potomce, glej novice. Geni nadzorujejo vedenje in obnašanje genov, Elements, 12. november 2008).Zato bom poudaril četrti pomemben zaključek: Earwigs se je izkazal kot prikladen in poceni v vseh pogledih, da bi razjasnili takšna vprašanja. Imajo veliko variabilnost v smislu starševske skrbi, reagirajo na spreminjajoče se razmere, spreminjajo njihovo vedenje, zlahka prehajajo v pravo kombinacijo in etična komisija verjetno ne posveča posebne pozornosti ubijanju ušes. Torej bo dovolj materiala za pojasnitev genskega ozadja pomembnih lastnosti v tem smislu. Toda kako radovedno bi bilo ugotoviti kompleks genskih regulatorjev, ki deluje pri starševski skrbi. Ali bo to podobno regulatorjem starševskega ravnanja pri vretenčarjih? Ostanek upa, da bo nadaljeval to delo.

Vir: Julia Thesing, Jos Kramer, Lisa K. Koch, Joël Meunier. Kratkoročne koristi, vendar ne omejeno. Proc. R. Soc. B. 2015. V. 282. P. 20151617. DOI: 10.1098 / rspb.2015.1617.

Elena Naimark


Like this post? Please share to your friends:
Dodaj odgovor

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: