Температура влияет на пол потомства: жара способствует рождению самцов

Исследование под руководством Жоффруа Муару и Жака Бродёра из Университета Монреаля показало, что погода определяет, будет ли потомство насекомого мужского или женского пола. Учёные экспериментировали с яйцеедным паразитоидом Trichogramma euproctidis — насекомым, откладывающим яйца внутрь насекомого-хозяина, которое будет съедено будущими личинками.

"Мы знаем, что климат влияет на репродуктивное поведение насекомых. Но мы никогда чётко не демонстрировали влияние изменения климата на распределение полов у паразитоидов", — пояснил Муару. Исследование опубликовано в майском номере журнала Animal Behaviour.

Холод нарушает выбор пола

Как у пчёл, ос и муравьёв, определение пола у паразитоидов Trichogramma является "гаплодиплоидным": оплодотворённые яйца дают женское потомство, а неоплодотворённые — мужское. "Можно предсказать, отложит ли паразитоид сына или дочь, наблюдая за паузой в сокращениях брюшка в момент откладки яйца", — говорит Муару. "Пауза означает, что яйцо будет оплодотворено. Отсутствие паузы означает, что оплодотворения не будет".

Чтобы проверить, изменяется ли это поведение из-за климата, исследователь подверг самок Trichogramma трём температурам: 34°C (высокая), 24°C (средняя) и 14°C (низкая). Оказалось, что в жару самки целенаправленно производили больше самцов, чем при средней температуре — при 34°C количество произведённых самцов увеличилось на 80%.

Однако способность Trichogramma "программировать" пол потомства нарушается в холоде. "Возник физиологический стресс, не связанный с выбором самок, — отмечает Муару. — Они намеревались отложить столько же самок, сколько и при средней температуре, но яйца в итоге не оплодотворялись. Поэтому при низкой температуре производилось больше самцов".

Повышение приспособленности

У насекомых приспособленность положительно коррелирует с размером особи, и эта связь сильнее у самок, чем у самцов. "Более крупные самки живут дольше и имеют более высокую плодовитость, тогда как самцы относительно меньше страдают от малого размера", — сказал Муару. "Поэтому матерям выгодно иметь максимально крупных дочерей, а для сыновей использовать хозяев, которые дадут более мелкое потомство".

Однако в жаркой среде потомство мельче. Поэтому самки стремятся использовать хозяев в жарких зонах для производства самцов, а для производства самок резервируют хозяев в более холодных местах (например, в тени изгородей).

Биоконтроль

В рамках исследования, финансируемого консорциумом Ouranos, Муару пытался понять возможную роль глобального потепления во взаимоотношениях между сельскохозяйственными вредителями и их естественными врагами — паразитоидами и хищниками. Он стремился определить, существует ли эффект "фенологической асинхронности" между паразитоидами и их хозяевами, и каково её влияние на доступность яиц хозяев и на контроль вредителей их естественными врагами. "Хищники и паразитоиды более чувствительны к изменению климата, и поэтому многие исследователи ожидают увеличения эпизодов фенологической асинхронности. Это может быть очень вредно для сельскохозяйственных культур, если хозяева выйдут из-под контроля своих естественных врагов", — сказал он.

В Квебеке кукурузный мотылёк — это вредитель, с которым фермеры сталкиваются каждый год. Паразитоид Trichogramma, в свою очередь, является союзником, поскольку его личинки убивают этого насекомого-хозяина. "Крайне важно чётко идентифицировать вредных и полезных насекомых в поле, чтобы принять соответствующую стратегию интегрированной борьбы с вредителями", — заявил Муару. Теперь он будет изучать, какие виды вредителей сои могут появиться в Квебеке в ближайшие годы из-за изменения климата.