Десять лет назад исследователи отметили, что с интервалом в два года на островах Кауаи и Оаху Гавайского архипелага появились самцы сверчков вида Teleogryllus oceanicus с видоизменёнными крыльями.
Эти насекомые в отличие от своих «нормальных» собратьев утратили способность издавать стрекочущие звуки, с помощью которых они привлекали внимание самок.
Результаты нового исследования, опубликованные в издании Current Biology, показали, что эти изменения возникли практически одновременно, но как следствие разных мутаций. Таким образом, молчаливые сверчки являются совершенно новым примером конвергентной эволюции. То есть в данном случае в изолированных популяциях одного вида, обитающих в сходных условиях, с помощью разных генетических механизмов произошли идентичные изменения.
Обычно по ночам сверчки трут свои шершавые с зазубринами крылья друг о друга и таким образом «поют» любовные серенады. Но в самом конце прошлого века эти песни стали привлекать не только противоположный пол.
Сверчки переселились на Гавайи из Океании совсем недавно — в конце прошлого века. И практически тогда же из Северной Америки на острова попали смертельные паразитирующие мухи Ormia ochracea. Эти насекомые ищут сверчков по звуку и откладывают личинок, которые быстро проникают под наружные покровы жертвы. На протяжении следующих двух недель прожорливая молодёжь полностью съедает несчастное насекомое изнутри.
В 2003 году Марлен Зук (Marlene Zuk) из Калифорнийского университета в Риверсайде обнаружила, что почти 95% сверчков на Кауаи молчат. Два года спустя первые аналогичные случаи были замечены на острове Оаху. Как выяснили учёные, сверчкам на обоих островах потребовалось всего около двадцати поколений, чтобы потерять способность к «пению» и таким образом надёжно спрятаться от врага. Для этого их шершавые крылья стали более гладкими. Сегодня уже больше половины сверчков на Оаху, удалённом от Кауаи на сто километров, приобрели такие изменения и перестали стрекотать.
Конечно, сначала Зук и её коллеги предположили, что мутировавшие сверчки просто мигрировали на другой остров с попутными лодками или самолётами. Но тщательное исследование сразу показало, что гладкие крылья насекомых из разных популяций хоть и похожи, но имеют некоторые существенные различия, видимые даже невооружённым взглядом. Например, у сверчков на Оаху сохранившихся на крыльях неровностей существенно больше, чем у их родственников с Кауаи.
Чтобы разобраться, учёные проанализировали геномы насекомых. Они разбивали ДНК на небольшие фрагменты, а затем находили и сравнивали сотни тысяч небольших кусочков цепочки. Оказалось, что генетические маркеры, ответственные за строение поверхности крыльев, заметно отличаются у разных популяций. Это означает, что изменения вызваны мутациями разных частей генома, которые произошли независимо друг от друга.
В природе известно множество подтверждений конвергентной эволюции, но подобные примеры наблюдения этого процесса практически в реальном времени крайне редки. Поэтому случай с гавайскими сверчками будет ещё долго привлекать внимание исследователей.
В дальнейшем Зук планирует определить, как потеря способности стрекотать влияет на поиск полового партнёра. Наблюдения показывают, что молчаливые особи собираются неподалёку от немногочисленных сородичей, которые на свой страх и риск продолжают «петь» серенады. При этом сверчки с мутациями стараются перехватить самок, привлечённых чужими песнями. Но пока остаётся загадкой, как они будут решать проблему продолжения рода, когда мухи-паразиты полностью истребят стрекочущих героев.
Автор: Иван Загорский