Сбрось оружие! Автотомия, сбрасывание части тела, показывает скрытую цену конфликта
Животное оружие, такое как рога, бивни и конечности, специализированные для боя, требует больших энергозатрат на производство и может стоить еще больше на поддержание. Поскольку клоп-листоног сбрасывает свои крупные задние конечности, используемые в качестве оружия в боях самцов, ученые из Смитсоновского института тропических исследований (STRI) в Панаме смогли измерить энергозатраты живых клопов с задними ногами и без них, чтобы рассчитать скрытую энергетическую стоимость поддержания оружия.
Дикие животные могут тратить до 30–40% своего общего энергетического бюджета в состоянии покоя. «Человеческие спортсмены часто сжигают больше калорий во время относительно длительных периодов отдыха, чем во время самой физической нагрузки», — сказал Уммат Сомджи, проводивший это исследование в рамках своей докторской диссертации в Университете Флориды в лаборатории соавтора Кристин Миллер и в настоящее время являющийся постдокторантом Таппера в STRI.
«Мы рассчитали метаболическую стоимость поддержания крупных задних ног у клопа-листонога и обнаружили, что самцы инвестируют в оружие больше, чем самки», — сказал Сомджи. «Крупные самцы тратят относительно меньше энергии на свое оружие сверхбольшого размера, чем мелкие самцы». Результаты опубликованы в Proceedings of the Royal Society B.
Самцы клопов-листоногов Leptoscelis tricolor обитают на ярко-оранжевых или красных соцветиях геликонии, питаясь нектаром и развивающимися плодами. Их задние ноги, покрытые шиповатыми структурами, крупнее, чем у самок, и служат оружием в дуэлях самцов.
«Путем препарирования ног и окрашивания ткани мы показали, что жесткий экзоскелет насекомых заполнен метаболически активной мышечной тканью», — сказала Меган Дуэлл, докторант Университета штата Аризона и соавтор. «Мы поняли, что, поскольку эти клопы сбрасывают задние ноги во время линьки или если они зажаты, мы можем просто измерить скорость производства CO2 до и после того, как клоп сбросит ногу, чтобы увидеть, сколько энергии тратится на ее поддержание».
Команда обнаружила, что скорость метаболизма в покое у клопов, потерявших одну ногу, снизилась почти на четверть от общего показателя (23,5%) у самцов и на 7,9% у самок. У крупных самцов наблюдалось меньшее снижение скорости метаболизма на грамм потерянной ноги, что указывает на то, что цена большого оружия в энергетическом выражении ниже, чем для мелких самцов.
Самые крупные олени развивают особенно огромные рога для своего размера тела, а самые большие слоны имеют относительно более тяжелые бивни, чем мелкие особи, но неизвестно, насколько энергетически затратны эти структуры у большинства организмов. «Подобные метаболические затраты могут быть важны для формирования эволюции этих разнообразных структур», — сказал Сомджи.