Бабочки могут приобретать новые предпочтения к запахам и передавать их потомству

Долгое время считалось, что физические характеристики, приобретённые организмами в течение жизни, не могут передаваться потомству. Однако в последние годы теория наследования приобретённых признаков получила поддержку, и исследования показывают, как потомство крыс и крошечных червей наследует поведение, приобретённое родителями в ответ на определённые стимулы окружающей среды, даже когда этот стимул отсутствует в поколении потомков.

Эта теория получила дальнейшее подтверждение в недавних исследованиях учёных из Национального университета Сингапура (NUS), которые обнаружили, что наследование приобретённых признаков происходит и у бабочек, в частности у вида Bicyclus anynana.

Две исследовательские группы под руководством доцента Антонии Монтейру из NUS Biological Sciences и Yale-NUS College показали, что гусеницы и взрослые бабочки Bicyclus anynana могут научиться предпочитать новые запахи, если подвергаются их воздействию во время развития или в раннем возрасте. Исследователи также обнаружили, что потомство подвергнутых воздействию гусениц и бабочек демонстрирует те же новые предпочтения, что и их родители, даже само не подвергаясь воздействию. Это указывает на то, что родители передали свои новые приобретённые предпочтения детям.

Результаты двух исследований были опубликованы онлайн в научных журналах Evolution в октябре 2019 года и Nature Communications в январе 2020 года.

Обучение предпочтению новых запахов для питания и спаривания

В исследовании, опубликованном в Evolution, аспирантка NUS В. Говри, научный сотрудник доктор Эмили Дион и их коллеги подвергали гусениц и бабочек воздействию новых запахов, с которыми они обычно не сталкиваются в естественной среде. В экспериментах гусениц кормили кукурузными листьями (их обычной пищей), покрытыми эссенцией банана или манго, на протяжении всего развития. Большинство этих гусениц стали предпочитать есть листья с фруктовой эссенцией уже после нескольких дней воздействия.

Во втором исследовании, опубликованном в Nature Communications, доктор Дион и её коллеги подвергали молодых самок бабочек воздействию новых смесей половых феромонов — "парфюма", который производят самцы, чтобы привлечь самок к спариванию. Результаты показали, что подвергнутые воздействию самки впоследствии предпочитали спариваться с самцами, имеющими новую феромонную смесь.

"Эти результаты значимы, потому что показывают, что насекомыми движут не только инстинкты, но они также могут учиться на предыдущем опыте и соответствующим образом корректировать своё будущее поведение. Последствия их способности к обучению для выживания и размножения могут быть очень важны", — поделилась доктор Дион.

Потомство унаследовало приобретённые предпочтения родителей

Оба исследования изучили поведение потомства подвергнутых воздействию гусениц и бабочек Bicyclus anynana. Результаты показали, что новое поколение также проявляло то же предпочтение к новым пищевым запахам или новым смесям половых феромонов, хотя само никогда не подвергалось воздействию этих запахов. Команды пришли к выводу, что потомство унаследовало предпочтения, приобретённые их родителями.

Предполагается, что эти процессы обучения и наследования могут способствовать эволюции разнообразия рациона у насекомых и выбору партнёра в ходе их диверсификации, однако влияние этого механизма наследования на эволюцию до сих пор неизвестно.

"Сейчас мы исследуем, сохраняется ли эта поведенческая передача более чем на одно поколение, а также изучаем лежащие в её основе молекулярные механизмы у нашего модельного вида, поскольку они остаются одними из самых захватывающих нерешённых вопросов в области эволюционной биологии", — сказала доц. проф. Монтейру.