Битвы жуков помогают раскрыть тайны эволюции оружия
Исследователи из Университета Аризоны провели серию экспериментов, чтобы выяснить, кто и почему побеждает в поединках за самок у животных и почему оружие для таких боев так разнообразно. В качестве модельных объектов выступили самцы клопов-листоедов.
Кто побеждает в бою и почему?
Биологи десятилетиями предполагали, что побеждает тот, кто наносит сопернику больше повреждений, но эта гипотеза не была проверена экспериментально. Чтобы это исправить, исследователи собрали 300 самцов гигантского мескитового клопа (Thasus neocalifornicus) и устроили поединки один на один.
Самцы дерутся, используя увеличенные шипы на задних ногах. Бой похож на борьбу, где противники «проносят с собой ножи»: они сцепляются и пытаются сдавить друг друга вооружёнными ногами, нанося повреждения.
Чтобы проверить роль повреждений, ученые прикрепили к надкрыльям 50 клопов кусочки искусственной кожи в качестве дополнительной брони. Особи с этой броней побеждали в 1,6 раза чаще, чем клопы без неё или с броней в другом месте.
«Это говорит нам о том, что повреждения важны для определения победителя в боях. Это ранее предполагалось, но не было показано экспериментально», — пояснил ведущий автор исследований Закари Эмбертс.
Почему оружие такое разное?
У разных видов клопов-листоедов шипы на ногах устроены по-разному: у одних один крупный шип, у других — ряд мелких. Ученые измерили форму и размер шипов у 17 видов со всего мира, а также средний ущерб, который они наносят (количество и размер проколов в надкрыльях соперника).
Результаты, опубликованные в Proceedings of the Royal Society B, показали:
Некоторые формы оружия эффективнее других наносят повреждения.
Разнообразие оружия во многом объясняется тем, насколько хорошо разные формы наносят урон.
При этом очень разные по виду оружия могут наносить одинаковый средний ущерб. Это означает, что существует несколько эволюционных решений для нанесения повреждений.
Например, у двух неродственных видов клопов было зафиксировано почти одинаковое количество повреждений, несмотря на разное оружие: у одного вида несколько шипов на бедре, у другого — один шип на голени.
«Это помогает ответить на вопрос, почему всё оружие не эволюционирует к одному оптимальному виду. Вместо этого существуют очень разные формы, которые работают почти одинаково хорошо», — объяснил соавтор работ профессор Джон Дж. Вайенс.
Исследователи предполагают, что эти принципы могут объяснять разнообразие оружия (рогов, клыков) и у других групп животных, например, у млекопитающих.