Попадание в нужную ноту в нужное время: циркадный контроль слышимости в брачных стаях комаров Anopheles опосредован звуками полета (аннотация)Попадание в нужную ноту в нужное время: циркадный контроль слышимости в брачных стаях комаров Anopheles опосредован звуками полета
Брачные рои малярийных комаров образуются каждый день на закате солнца по всему тропическому миру.
У видов переносчиков малярии из комплекса Anopheles gambiae брачные рои имеют важнейшую репродуктивную функцию, что делает их главной целью современных усилий по борьбе с переносчиками. Хотя брачные рои Anopheles могут надежно формироваться в одних и тех же местах и в одно и то же время суток в течение многих лет подряд, продолжительность отдельных роев иногда составляет менее 20 минут, что делает их удивительно эфемерным явлением. Недолговечность роев и малочисленность самок интригует с двух научных точек зрения.
Хронобиологически это подразумевает жесткую синхронизацию между действиями самцов и самок. Нейробиологически это предполагает высокоэффективную работу сенсорных систем, которые управляют брачным поведением самцов. Ключевой сенсорной модальностью для копулятивного успеха самца является его слух. У комаров копуляции между самцами и самками формируются в воздухе и предшествуют акустическому преследованию, когда самец следует за тоном полета самки. Это давно известное поведение самцов, называемое фонотаксисом, должно быть успешным на фоне тонов полета сотен других самцов и является одним из наиболее воспроизводимых и наиболее впечатляющих видов поведения у насекомых. Слух, или в более широком смысле слышимость, у комаров неразрывно связан с их полетной активностью и зависит от специфической взаимосвязи между тонами полета самца и самки и искажениями, которые они производят.
Чтобы исследовать взаимосвязь между гармонической конвергенцией, продуктами искажения и акустической средой в рое, мы изучили ежедневный тональный ландшафт полета A. gambiae, специально проверяя циркадные модуляции слышимости, связанные со спариванием роя. Мы также оценили относительный вклад в слышимость, вносимый самцами и самками, соответственно.
Наши данные показывают, что самцы, но не самки, увеличивают частоту тонов полета во время роения, т.е. около захода солнца. Это специфическое для самцов увеличение частоты, по крайней мере, частично обусловлено циркадными часами и не зависит от взаимодействия с самкой. Модуляция, связанная с роем, повышает частоту тона полета самцов в 1,5 раза по сравнению со средней частотой самки, таким образом, используя оптимальность слуховой системы комаров, основанной на искажениях, и максимизируя слышимость самок во время роения.
Мы показали, что циркадные ритмы Anopheles не только обеспечивают тесную синхронизацию активности самцов и самок, но и помогают отточить систему акустического обнаружения самцов. Акустические способности самцов, т.е. их способность распознавать тона полета самки, является решающим моментом для их репродуктивного успеха.
