Комары ускоряют взмахи крыльев в сумерках для лучшего обнаружения самок

Самцы комаров увеличивают частоту взмахов крыльев в сумерках, когда собираются в рои, чтобы лучше слышать самок и повысить свои шансы на размножение. К такому выводу пришло исследование учёных из UCL, опубликованное в Science Advances.

Это открытие даёт новое понимание того, как комары, подчиняясь своим внутренним циркадным часам, сочетают изменения в работе крыльев с острым слухом для успешного спаривания. Более быстрые взмахи крыльев создают иной звук полёта, что позволяет самцам лучше различать звук полёта самок.

Понимание тонкостей брачного поведения комаров может помочь в борьбе с распространением таких болезней, как малярия, лихорадка денге и вирус Зика.

Как проводилось исследование

Учёные из UCL Ear Institute записали звуки полёта (частоту взмахов крыльев) свободно летающих малярийных комаров Anopheles gambiae. Запись велась в специальных инкубаторах с высокочувствительными микрофонами в роях по 100 самцов или 100 самок.

Микрофоны регистрировали каждый пролёт комара, что позволило извлечь данные о частоте взмахов их крыльев в течение нескольких дней и в разное время суток.

Ключевые данные:

• Самцы совершают до 500–1000 взмахов крыльев в секунду.
• Самки совершают 300–600 взмахов в секунду.

Исследователи обнаружили, что эта частота меняется в течение дня даже у изолированных комаров, но только у самцов, а не у самок.

Механизм улучшения слуха

Профессор Йорг Альберт, ведущий автор исследования, пояснил: «В сумерках, когда самцы роятся и прислушиваются к самкам, влетающим в рой, они начинают махать крыльями быстрее. Это увеличение частоты взмахов меняет частоту "тона искажения", который возникает в ушах самцов при смешении звука их собственного полёта со звуком полёта приближающейся самки».

Тоны искажения, создаваемые в сумерках — во время брачного роения — более слышимы для самцов, чем в другое время суток. Таким образом, изменяя взмахи крыльев в рое, самцы делают самок более «слышимыми» и повышают свои шансы их обнаружить.

Учёные считают, что это изменение частоты взмахов частично является результатом работы циркадных часов. Увеличение частоты, вероятно, требует от самцов больших энергозатрат, поэтому они ограничивают это повышение временем роения.

Значение открытия и дальнейшие шаги

Изучение звуков полёта комаров и их роли в биологии продолжается более века. Данное исследование — важный шаг в понимании того, как комары используют акустику для размножения, однако, вероятно, задействованы и другие, ещё не идентифицированные факторы.

«К 2050 году из-за продолжающихся климатических изменений почти половина земного шара будет подвержена угрозе заболеваний, переносимых комарами», — отметил профессор Альберт.

Для мониторинга и контроля популяций комаров необходимо количественное понимание акустических аспектов их спаривания. Это также поможет оптимизировать генетические интервенции, такие как выпуск генетически модифицированных комаров, предназначенных для сокращения локальных популяций. Наши результаты создают основу для этой работы, определяя ключевые детерминанты слуха комаров, основанного на звуке полёта.

В исследовании участвовали учёные из UCL, Института Фрэнсиса Крика (Лондон), Университета Нагои (Япония), Института здравоохранения Ифакары (Танзания), Института тропической медицины и общественного здравоохранения (Швейцария), Университета Перуджи (Италия) и Консорциума межвузовских биотехнологий (Италия).