Уши-антенны плодовых мух настроены на свою песню

Новое исследование под руководством учёных из Университетского колледжа Лондона показало, что антеннальные «уши» разных видов плодовых мух активно настроены на высокочастотные компоненты их собственных брачных песен.

Во время ухаживания самцы плодовых мух «серенадят» самок «любовной песней», создаваемой тихими вибрациями крыльев с близкого расстояния. Самки слышат эти песни своими антеннами, которые улавливают возникающие слабые воздушные потоки. Эти брачные песни, идентифицированные у более чем сотни различных видов дрозофил, различаются по частотному составу. Они имеют решающее значение для размножения и, как считается, эволюционировали, в том числе, для предотвращения межвидового скрещивания.

Новое исследование Riabinina et al., опубликованное в Current Biology, демонстрирует, что антеннальные «уши» мух проявляют активную частотную настройку на песню, специфичную для их вида. Хотя базовый анатомический дизайн антенн, по-видимому, одинаков у разных видов, они значительно различаются по частотам, на которые настроены.

Поведение при ухаживании у Drosophila — хорошо установленная модель для изучения основ коммуникации животных. Однако, хотя учёные многое понимают о том, как брачные песни и феромональные сигналы опосредуют распознавание партнёра и вида, мало что известно о конкретном вкладе «ушей» мух.

Старший автор исследования, доктор Йорг Альберт из Института уха UCL, сказал: «Это исследование показывает, что у семи представителей видовой группы melanogaster антеннальные «уши» мух механически настроены на разные оптимальные частоты, и они коррелируют с высокочастотными элементами их брачных песен. Мы также демонстрируем, что эта настройка является активной, а не пассивной, поскольку она зависит от обратной связи от слуховых нейронов мух и, следовательно, физиологически уязвима: если мух усыпить, соответствие настройки исчезает.

«Уши плодовых мух обладают своего рода естественным «слуховым аппаратом», который усиливает звук нелинейным и частотно-специфичным образом. В результате мухи очень хорошо обнаруживают слабый звук определённой частоты, такой как видоспецифичные импульсы — ключевой элемент каждой брачной песни. Однако при большей интенсивности стимула, например, от собственного взмаха крыльев во время полёта, этот слуховой аппарат автоматически отключается, и ухо функционирует как простой линейный микрофон. Песни слышны при поразительно низкой громкости — кажется, что, исполняя любовную серенаду для плодовой мушки, лучше шептать, чем кричать.

«Плодовые мухи и млекопитающие имеют общую эволюционную историю протяжённостью примерно 3 миллиарда лет, поэтому изучение того, как развивался их слух, имеет отношение к млекопитающим и людям. Модель, которую мы рассматриваем в этом исследовании, предлагает многообещающий способ изучения различных элементов совместной эволюции слуховых сигнализаторов и рецепторов, как с точки зрения механизмов, так и задействованных молекул».