Самцы ящериц, переселенных из обычных условий на небольшие изолированные острова, на протяжении четырех лет вырабатывали новые химические сигналы для общения с самками.
Кикладские ящерицы / © Getty Images
Изучение эволюции сигналов, которые животные используют для общения, обычно ограничиваются акустическими и визуальными: например, птицы используют звуковую коммуникацию; рыбы производят звуки, стуча жаберными крышками, а при помощи плавательного пузыря издают ворчание и посвистывание; в то же время яркоокрашенные клешни крабов-самцов привлекают самок и одновременно предупреждают самцов-соперников, что им лучше держаться на расстоянии. Однако есть еще химические сигналы: к примеру, многие животные в случае опасности (ранения, стресса, приближения хищника) выделяют так называемые феромоны тревоги — биологически активные пахучие летучие вещества. И, конечно, химические сигналы используются для привлечения противоположного пола.
Такой тип сигналов остается менее заметным для человека, хотя считается самым старым и распространенным способом общения у животных и представляет большую научную ценность. И именно этой теме посвящена работа ученых из Университета Вашингтона в Сент-Луисе, опубликованная в Journal of Animal Ecology. Объектом исследования стали ящерицы вида Podarcis erhardii, или кикладские стенные ящерицы, обитающие в южных частях Балканского полуострова — от Северного Пелопоннеса на юге до севера Албании, Македонии и Болгарии, а также на островах Эгейского моря и Крите. Длина тела этих пресмыкающихся достигает семи сантиметров, при этом хвост у них в два раза длиннее.
В обычных условиях обитания ящерицы, в частности изученные кикладские, вынуждены противостоять множеству хищников, в том числе кошкам, птицам и змеям. Суть исследования заключалась в том, чтобы переселить группу Podarcis erhardii, в которую вошли восемь самцов и 12 самок, с греческого острова Наксос на пять небольших островков в этом же регионе, но на которых не было хищников.
Как объясняют биологи, ящерицы и змеи “коллекционируют” химические сигналы из окружающей среды, выпуская свои тонкие раздвоенные языки. После этого при помощи хорошо развитого сенсорного органа в верхней части рта они их обрабатывают. Самцы ящериц выделяют специальный секрет — смесь из липидных соединений, содержащую подробную информацию об особях, которые их произвели. Такие химические сообщения хранятся в закодированном виде в выделениях желез, расположенных на внутренней поверхности бедер.
На каждую ящерицу нанесли персональную метку, чтобы их можно было различать между собой. И на протяжении четырех лет ученые следили за судьбой переселенных изначально ящериц и их потомства. Популяция, в отсутствие хищников и прочих опасностей, быстро росла, при этом конкуренция между сородичами, судя по рубцам от укусов, была жестокой.
«Сигналы для привлечения партнеров часто заметны у хищников, — говорит Саймон Бекенс, один из авторов работы. — Сексуальные сигналы представляют собой компромисс между процессом привлечения партнера и старанием не выдать себя. Однако на наших островках не было никаких ограничений на эволюцию заметных и привлекающих сигналов. <…> Богатство секрета ящерицы высоко, это означает, что количество соединений, которые мы можем обнаружить в секреции, тоже крайне разнообразно”.
По итогу исследования ученые обнаружили, что на каждом из островов самцы ящериц быстро и несколько раз, подстраиваясь под меняющиеся условия, создавали новую, более сложную химическую «смесь», отличную от той, которую производили ящерицы в исходной популяции. Так называемый “одеколон” состоял из разных концентраций октадекановой кислоты, олеиновой кислоты и α-токоферола — трех соединений, которые, как принято считать, связаны с территориальной принадлежностью ящерицы.
При этом изменения в химическом сигнале были очевидны только через четыре поколения. По словам биологов, их исследование может стать убедительным доказательством того, что ящерицы способны менять свой “одеколон” в зависимости от ситуации.
«Мы обнаружили, что химические сигналы животных могут быстро и гибко изменяться в соответствии с новыми условиями, но это только начало для понимания того, что ящерицы сообщают друг другу. <…> Животные потратили более миллиарда лет на формирование сложной библиотеки химической коммуникации. А мы изобрели технологию, позволяющую идентифицировать многие из этих химических веществ, столетие назад, и эксперименты по пониманию того, что эти химические вещества означают для животных в природе, только начинаются”, — добавляет ведущий автор исследования Колин Донихью.
Ранее японские ученые определили состав пахучего секрета самцов кольцехвостых лемуров, цветочно-фруктовый аромат которых привлекает самок.
Комментарии
Формирование химического состава продуктов метаболизма ящериц (в данном случае) связано с химическим составом пищи в местах обитания. Любая пища - это не только конкретное растений или насекомое, но и микробиота, присущая растению или насекомому. Все вместе и формирует комплексных химический состав. Еще со времен Дарвина известно о мутации животных (видообразовании) в зависимости от географических (геохимических) условий. Очевидно, что на островах пища для ящериц во химсоставу отлична от мест традиционного обитания.