Узоры на крыльях бабочек меняются в зависимости от сезона

Тропические бабочки адаптируются к окружающей среде, чтобы повысить свои шансы на выживание. Изменения запускаются гормональными сигналами, которые передают информацию о температуре тканям бабочки. Биолог Ана Рита Матеуш показывает, как сложное сочетание среды, физиологии и генетики направляет развитие молодых бабочек. Защита диссертации — 5 июля.

Жарко или холодно

Жаркая или холодная погода, когда личинки Bicyclus anynana развиваются в бабочек? Это важный фактор для этого вида. Эта бабочка родом из саванны, где существуют огромные различия между влажным и сухим сезоном. Бабочки, живущие во влажный сезон, обычно имеют крупные глазчатые пятна на крыльях, а бабочки в сухой сезон — гораздо меньшие. Эти альтернативные узоры крыльев соответствуют альтернативным стратегиям избегания хищников. Также существуют различия в жизненном цикле и поведении между бабочками, живущими в разные сезоны. Бабочки сухого сезона более устойчивы к засухе; взрослые особи демонстрируют большее накопление запасов тела, имеют более долгую продолжительность жизни и откладывают размножение.

Реакция на колебания

Bicyclus anynana всё чаще используется как модель для изучения явления, называемого развивающей пластичностью, объясняет кандидат наук Ана Рита Матеуш. Это означает, что сигналы окружающей среды влияют на развитие таким образом, что организмы имеют совершенно разные характеристики, хотя они генетически одинаковы. Развивающая пластичность предоставляет средства растениям и животным для реакции на колебания окружающей среды.

Восприятие температуры

Для Bicyclus anynana адаптивная ценность альтернативных сезонных фенотипов уже известна, и их физиологические основы начали изучаться. Однако то, как животные воспринимают и оценивают температуру и как это влияет на развитие, всё ещё остаётся «чёрным ящиком».

Гормон

Матеуш изучала эту тему с помощью лабораторных экспериментов. Она позволяла личинкам бабочек развиваться при разных температурах и могла манипулировать разными сезонными типами бабочек, вводя гормон экдизон на разных стадиях предвзрослого развития. Матеуш обнаружила, что не все ткани бабочек реагируют на температуру окружающей среды одинаково. Это исследование показало, что разные признаки в одном организме имеют разную чувствительность к внешнему сигналу среды и к внутреннему гормональному сигналу. Её выводы подчёркивают сложность взаимодействий между средой и физиологией в формировании развития разных частей тела.

Новые цвета

Она также изучила влияние различий в генетической предрасположенности на реакцию бабочек на перепады температуры и на размер глазчатых пятен. Бабочки с вариантами генов, влияющими на размер и цвет глазчатых пятен, были наиболее чувствительны к изменению температуры. Она также обнаружила, что при низких температурах есть три группы пигментов, определяющих цвет крыльев, а при высоких — четыре группы. Матеуш также предсказывает, что новые цвета могут появляться на крыльях взрослых бабочек при воздействии экстремальных условий окружающей среды во время развития. Матеуш: «На данный момент это исследование подчёркивает сложность взаимодействий генетики и среды и их важность для эволюции развивающей пластичности».