Разговоры о сексе

Drosophila melanogaster

Так как геном этого вида плодовой мухи полностью расшифрован и тщательно изучен, он чаще других используется в генетических экспериментах.

Обычно ухаживание мух происходит после того, как они слетаются на запах пищи и начинают кормиться. Так как в одном месте могут оказаться разные виды мух, необходимы брачные сигналы, которые помогают правильно распознавать вид партнера и оценивать его качество. Ухаживание Drosophila melanogaster состоит из сложного обмена: сначала самец подходит к самке, ориентируясь на зрение и запах; потом он касается самки лапками и пробует на вкус, тот ли это вид; затем начинается песня — самец отводит одно крыло в сторону и вибрирует им. Наконец, он касается хоботком брюшка самки и после этого пытается совокупиться с ней.

Обмен сигналами непрост: после того как самец касается лапками самки, она выделяет летучий феромон (то есть химический сигнал), стимулирующий ухаживания самца. В процессе спаривания самец передает ей запаховые и контактные феромоны — антиафродизиаки, препятствующие ухаживаниям других самцов. Песня у них достаточно сложная, и в ней содержатся два компонента: пульсовый, который имеет особенную структуру, и жужжание, которое служит афродизиаком. Внутри этого рода насекомых брачное поведение может очень сильно отличаться: во Вьетнаме, например, представители одного из видов Drosophila melanogaster имеют очень длинные конечности и демонстрируют потрясающий танец перед самкой; а представители группы Drosophila virilis в течение десятков минут щупают и лижут друг друга.

По материалам лекции Варвары Ведениной на Постнауке.

Bombyx mori

Помимо производства шелка тутовый шелкопряд сыграл важную роль в развитии химии. Именно бомбикол — женский половой феромон этого насекомого — стал первым феромоном, искусственно синтезированным и получившим подробное химическое определение в 1950-х годах.

Чтобы показать свою готовность к спариванию, самка шелкопряда выделяет небольшое количество бомбикола. Даже если его будет всего одна миллионная грамма, самец способен уловить и расшифровать это сообщение, а одной молекулы феромона достаточно, чтобы запустить работу его рецепторов. Если сигнал доходит до 200 импульсов в секунду, самец начинает искать самку, двигаясь против ветра, который приносит ему химическую информацию. Этот механизм часто используют для ловли самцов, слетающихся на запах посаженной в клетку самки. Причем чувствительность насекомых к еле уловимых запахам поразительна — самцы тутового шелкопряда летели на запах самки с расстояния в четыре километра.

Поскольку химические вещества феромонов разносятся ветром, во время полета самец ориентируется по движению воздуха. На его маршрут влияет направление ветра, и угол полета меняется с концентрацией запаха. При этом насекомое движется против ветра зигзагами, что связано с границами запаха: при его снижении у края струи самец перемещается в противоположном направлении. Это пример поискового поведения с движением в сторону более высокой концентрации феромона, которое связано с наличием в организме самца внутреннего эталона для сравнения полученной информации.

По материалам статьи Татьяны Ждановой на образовательном портале «Слово».

Gryllus campestris

Чтобы проводить поведенческие эксперименты, нужна большая статистика и много особей. Вылавливать насекомых в полевых условиях трудоемко, поэтому ученые предпочитают сверчков — их можно выращивать в лаборатории и использовать в опытах круглый год.

Схема коммуникации сверчков строится следующим образом. Самец издает призывный сигнал, сидя у своей норки, вокруг которой располагается его определенная территория и с которой он агрессивно выгоняет пришлых самцов. Самки либо прилетают, либо идут на его призыв. Так как самки не могут издавать сигналы, то, когда они оказываются рядом, самец переключается на сигнал ухаживания. Сверчки издают звук с помощью так называемого «фрикционного механизма», который включает два подвижных элемента: на одном обычно имеется ряд зубчиков, а другой представляет собой острый кант или жилку. У сверчков при движениях надкрылиями зубчики задевают этот кант, и таким образом генерируется звук.

Индивидуальные характеристики самца у сверчков можно определить не только по песенке, но и по наличию жилища или по результату драк. Нередко случается, что на сигнал поющего самца приходят другие самцы. Довольно часто побеждает владелец территории, хотя бывают и исключения, когда приходит более крупный самец, и в таком случае самка будет спариваться с победителем-чужаком. При оплодотворении сверчки также передают самке сперматофор вместе с небольшой питательной добавкой. По его размеру самка может определить, насколько хорош самец.

По материалам лекции Варвары Ведениной на Постнауке.