Сенсорные системы, 2020, T. 34, № 1, стр. 3-11

Темпы эволюции акустических сигналов и видообразования у саранчовых подсемейства Gomphocerinae (Insecta, Orthoptera, Acrididae)

Н. С. Севастьянов *

Институт проблем передачи информации им. А.А. Харкевича РАН
127051 Москва, Большой Каретный переулок, д.19, Россия

* E-mail: met3254@yandex.ru

Поступила в редакцию 12.09.2019
После доработки 18.10.2019
Принята к публикации 29.10.2019

Аннотация

У саранчовых подсемейства Gomphocerinae акустические сигналы являются основным компонентом репродуктивной изоляции. Среди акустически активных Orthoptera акустическая коммуникация Gomphocerinae наиболее развита с точки зрения сложности стридуляционных движений ног, количества звуковых элементов и стратегий ухаживания. Целью нашего исследования была оценка темпов эволюции двух типов сигналов путем сравнения филогенетических реконструкций и акустических данных. Мы проанализировали призывные сигналы и сигналы ухаживания для 120 пар сестринских видов, которые были отобраны на основе филогенетических реконструкций. В ходе анализа была описана структура песни при помощи матрицы, включающей 31 признак для призывного сигнала и 60 признаков для ухаживания. Проведен расчет сложности сигнала на основе оценки влияния на сложность каждого значения признаков. Были использованы три маркера (COI, ITS1 и ITS2) и методы MCMC и ML для реконструкции филогенетических отношений внутри Gomphocerinae. Выборка была разделена на подмножества по признаку аллопатрии / симпатрии сестринских видов. Проведен корреляционный анализ между акустическими параметрами и генетической дистанцией. Обнаруженные корреляции позволяют сделать вывод о том, что высокая степень сложности сигнала ухаживания у молодых видов как в случае симпатрического, так и в случае аллопатрического видообразования может быть признаком ведущей роли полового отбора в эволюции изолирующих барьеров, и, как следствие, в процессе видообразования.

Ключевые слова: Gomphocerinae, акустическая коммуникация, филогения, половой отбор, видообразование

DOI: 10.31857/S0235009220010096

Список литературы

  1. Веденина В.Ю., Жантиев Р.Д. Распознавание звуковых сигналов у симпатрических видов саранчовых. Зоологический журнал . 1990. № 69. С. 36–45.

  2. Веденина В.Ю. Акустическая коммуникация и половой отбор. Журнал общей биологии. 2005. Т. 66. № 4. С. 336–345.

  3. Жантиев Р.Д. Биоакустика насекомых. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1981. 256 с.

  4. Майр Э. Популяции, виды и эволюция. М.: Мир, 1974. 460 с.

  5. Савицкий В.Ю. Акустические сигналы и экология и репродуктивная изоляция саранчовых рода Dociostaurus (Orthoptera, Acrididae) полупустыни. Зоологический журнал. 2000. Т. 79. № 10. С. 1168–1184.

  6. Савицкий В.Ю. Акустическая коммуникация, распространение и экология саранчовых рода Ramburiella (Orthoptera, Acrididae) России и Закавказья и некоторые проблемы таксономии трибы Arcypterini. Зоологический журнал. 2002. Т. 81. № 1. С. 13–28.

  7. Bukhvalova M.A., Zhantiev R.D.: Acoustic signals in the grasshopper communities (Orthoptera: Acrididae: Gomphocerinae). Entomological Review. 1994. V. 73. P. 121–136.

  8. Hedwig B. A highly sensitive opto-electronic system for the measurement of movements. Journal of Neuroscience Methods. 2000. V. 100. P. 165–171.

  9. Helversen O. von, Elsner N. The stridulatory movements of acridid grasshoppers recorded with an opto-electronic device. Journal of Comparative Physiology. 1997. V. 122. P. 53–64.

  10. Helversen O. von, Helversen D. von. Forces driving coevolution of song and song recognition in grasshoppers. Fortschritte der Zoologie. 1994. V. 39. P. 253–284.

  11. Hoskin C. J., Higgie M., McDonald K. R., Moritz C. Reinforcement drives rapid allopatric speciation . Nature. 2005. V. 437. P. 1353–1356. https://doi.org/10.1038/nature04004

  12. Nattier R., Robillard T., Amedegnato C., Couloux A., Cruaud C., Desutter-Grandcolas L.: Evolution of acoustic communication in the Gomphocerinae (Orthoptera: Caelifera: Acrididae). Zoologica Scripta. 2011. V. 40. № 5. P. 479–497. https://doi.org/10.1111/j.1463-6409.2011.00485.x

  13. Ragge D.R., Reynolds W.J. The songs of the grasshoppers and crickets of Western Europe. London, Harley Books. 1998. 591 p.

  14. Ryan M. J. Sexual selection, sensory systems and sensory exploitation. Oxford Surveys in Evolutionary Biology. London. Oxford University Press, 1990. V. 7. P. 157–195.

  15. Tishechkin D.Yu., Bukhvalova M.A. Acoustic communication in grasshopper communities (Orthoptera: Acrididae: Gomphocerinae): segregation of acoustic niches. Russian Entomological Journal. 2009. V. 18. № 3. P. 165–188.

  16. Uvarov B.P. Grasshoppers and locusts. A Handbook of General Acridology. Cambridge, University Press. 1966. 624 p.

  17. Vedenina V.Y., Helversen O. von. A re-examination of the taxonomy of the Chorthippus albomarginatus group in Europe on the basis of song and morphology (Orthoptera: Acrididae). Tijdschrift voor Entomologie. 2009. V. 152. P. 65–97.

  18. Vedenina V., Mugue N. Speciation in gomphocerine grasshoppers: molecular phylogeny versus bioacoustics and courtship behavior. Journal of Orthoptera Research. 2011. V. 20. № 1. P. 109–125.

Дополнительные материалы отсутствуют.