Примеры того, как взаимодействие между температурой и половым отбором приводит к совместной адаптации термической физиологии, терморегуляции и признаков, отобранных половым путем, у таких животных, как львы, морские слоны, антилопы, цикады, японские жуки и розовобрюхие ящерицы.
Температура влияет почти на все аспекты повседневной жизни животного. Биологи не зря потратили огромное количество времени, пытаясь понять, как животные могут выживать в том климате, в котором они живут. Они многое узнали о стратегиях, которые используют животные, чтобы уберечься от перегрева или замерзания до смерти.
Но помимо выживания, как температура влияет на птиц, пчел и всех других животных? В статье в журнале Ecology Letters Майкл Мур, постдокторант проекта Living Earth Collaborative Вашингтонского университета в Сент-Луисе, и его коллеги Ноа Лейт и Кейси Фаулер-Финн из Университета Сент-Луиса (SLU) проанализировали состояние исследований этих взаимодействий и предложили новые способы их изучения.
В их новой статье рассматривается множество способов, с помощью которых тепловая биология адаптируется к признакам, благоприятствуемым половым отбором, включая такие вещи, как демонстрация ухаживания, декоративная окраска и увеличенное оружие, такое как рога или когти.
«Теперь, когда мы изучили огромное количество черт, которые развились у животных, чтобы выжить при температурах, с которыми они сталкиваются, мы начинаем понимать, что эти черты также влияют на то, где и как животные размножаются», — сказал Мур из WashU, биолог из Arts & Sciences. «Но когда мы думали о том, как тепловые характеристики животного влияют на то, как оно пытается привлечь партнеров, мы также не могли избавиться от ощущения, что это был очень ориентированный на выживание взгляд на адаптацию».
«Это предполагает, что способы размножения животных в их климате полностью зависят от того, как они эволюционировали, чтобы выжить в этом климате», — сказал он. «Однако из десятилетий исследований поведенческой экологии мы знаем, что животные часто подвергают себя риску быть съеденными или паразитированными, если это означает, что они потенциально могут привлечь партнера. Тогда нам было любопытно, почему угроза перегрева должна быть какой-то другой».
Оказывается, это не так: животные часто рискуют своей жизнью ради размножения, даже если это происходит ценой неправильной температуры. Поскольку эта рискованная стратегия иногда может окупиться и привести к увеличению производства потомства в долгосрочной перспективе, исследователи обнаружили многочисленные доказательства того, что животные также развили механизмы, позволяющие им переносить опасные температуры, с которыми они сталкиваются только во время спаривания.
И ставки еще никогда не были так высоки.
«Биологам и защитникам природы срочно необходимо понять, адаптируются ли организмы к изменению климата и как именно», — сказал Лейт, кандидат наук в SLU и первый автор нового исследования.
«Очевидно, что выживание и размножение важны для сохранения популяций в условиях меняющегося климата, но адаптация, которая улучшает каждый компонент физической формы, часто может быть более тесно связана, чем мы предполагаем», — сказал он. «Изучение коррелированной эволюции половых и тепловых признаков может изменить наши прогнозы относительно того, какие популяции наиболее уязвимы к изменению климата».
По словам ученых, будущие исследования в этой области также могут выявить пути, по которым организмы могут адаптироваться к потеплению в мире.
Если в некоторых популяциях развилась повышенная теплостойкость, чтобы приспособиться к теплу, поглощаемому или удерживаемому признаком, используемым для спаривания, эти популяции могут иметь преимущества, которые дают им преимущество в адаптации к более высоким температурам.
«В некоторых случаях половые признаки даже непосредственно полезны для рассеивания тепла, например, рога антилопы и клешни краба-скрипача», — сказал Лейт. «Таким образом, половой отбор по рогам или когтям может работать совместно с естественным отбором и ускорять адаптацию к более высоким температурам. Помимо увеличения репродуктивного успеха в условиях измененного климата, существует множество неизученных способов, с помощью которых половой отбор может непосредственно повысить способность организма к спариванию во время изменения климата».
Фаулер-Финн из SLU, адъюнкт-профессор биологии, согласен с этим. Среди множества вопросов и подходов к проверке взаимодействия между тепловой экологией и половым отбором, поднятых в этом исследовании, она считает, что масштаб особенно важен.
«То, как тепловые микрообитания различаются между организмами разного размера, — это очень важный вопрос, которым, я надеюсь, займется больше людей», — сказала она. «Мы часто составляем прогнозы последствий глобального потепления на основе температуры воздуха, которая значительно отличается от температуры поверхности земли и растительности. Мы не сможем по-настоящему понять последствия глобального потепления, не принимая во внимание масштабы».
По словам Фаулер-Финн, последствия глобального потепления для сексуального общения и других репродуктивных процессов крайне недостаточно изучены. Недавние исследования, проведенные в ее собственной лаборатории, показали, что при более высоких температурах самцы древесных насекомых поют на более высоких частотах, и предпочтения самок отслеживают эти изменения. Это явление (называемое температурной связью) облегчает координацию сопряжения при разных температурах.
Забегая вперед, Мур сказал, что он больше всего взволнован тем, что он узнал о том, как животные развили различные стратегии, которые позволяют им спариваться при, казалось бы, неправильной температуре.
«Что действительно нового в нашей работе, — сказал он, — так это то, что мы показываем, что размножение иногда может быть основной причиной многих адаптаций, которые животные имеют для адаптации к местному климату».
