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Lutar contra insetos ajuda a resolver os mistérios da evolução das armas

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Você se lembra da primeira regra do clube da luta? Isso mesmo: não falamos em clube da luta. Felizmente, as regras de Hollywood não se aplicam à ciência. Em uma nova pesquisa publicada, pesquisadores da Universidade do Arizona relatam o que aprenderam quando começaram seu próprio “clube da luta”, uma versão exclusiva em que apenas insetos se qualificam como membros, com a missão de lançar luz sobre a evolução das armas. reino.

Em muitas espécies animais, a luta é comum. Os indivíduos podem lutar por comida, abrigo ou território, mas as brigas entre os machos pelo acesso às fêmeas para acasalar são especialmente comuns. Muitas das características mais surpreendentes e incomuns dos animais estão associadas a essas lutas relacionadas ao acasalamento, incluindo chifres de besouro e chifres de veado. O que é menos claro é quais indivíduos ganham essas lutas e por que eles possuem os tipos específicos de armas que possuem.

“Os biólogos geralmente presumem que o indivíduo que inflige mais danos ao seu oponente terá maior probabilidade de vencer uma determinada luta”, disse John J. Wiens, professor do Departamento de Ecologia e Biologia Evolutiva da Universidade do Arizona, que foi coautor de dois estudos recentes sobre batalhas de erros. “Surpreendentemente, essa suposição fundamental ainda não foi testada em um estudo experimental.”

Para descobrir quem ganha as lutas e por quê, Zachary Emberts, pós-doutorado no laboratório de Wiens e principal autor de ambos os estudos, coletou 300 insetos machos conhecidos como percevejos do deserto perto de Tucson, Arizona, e os hospedou individualmente. lutas.

No verão, esses insetos podem ser encontrados ocupando um grande número de árvores de algaroba, onde se amontoam nos galhos e se acotovelam para ter acesso às fêmeas. Os machos lutam usando bicos alargados nas patas traseiras.

Então, como é uma luta entre insetos patas de folhas? A melhor analogia, de acordo com Emberts, é uma luta de luta livre na faculdade.

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“Eles se chocam, se trancam e tentam se apertar com as pernas armadas, e é assim que o dano é feito”, disse ele.

“Pense nisso como uma luta de wrestling onde os adversários inserem facas”, acrescentou Wiens.

Emberts e Wiens estavam especificamente interessados ​​em investigar se os danos influenciam quem vence essas lutas. Para este experimento, publicado na revista Ecologia funcional, eles escolheram uma espécie particular de percevejos com pernas de folhas: percevejos gigantes da algaroba, uma espécie comum no deserto do sudoeste.

Além das pontas nas pernas, os machos também apresentam uma espessura maior na parte das asas onde as pontas costumam bater, sugerindo que esse espessamento atua como uma armadura natural durante as lutas. Os pesquisadores colocaram pedaços de pele falsa nas asas de 50 de seus insetos de teste, para fornecer uma armadura adicional contra perfurações de rivais.

Os pesquisadores descobriram que pessoas com essa armadura adicional tinham 1,6 vezes mais probabilidade de vencer lutas do que pessoas sem armadura adicional ou com a mesma quantidade de armadura colocada em um local diferente.

“Isso nos diz que o dano é importante para quem vence as lutas”, disse Emberts. “Isso já foi hipotetizado anteriormente e faz sentido intuitivamente, mas não foi provado experimentalmente antes.”

A outra questão importante que os pesquisadores queriam investigar: por que as armas diferem entre as espécies? Diferentes espécies de insetos com patas em folhas têm diferentes arranjos de bicos em suas patas. Por exemplo, alguns ostentam uma única nota grande, enquanto outros têm uma fileira de várias notas pequenas.

“A evolução produziu uma diversidade incrível de armas em animais, mas não entendemos completamente por quê”, disse Emberts. “E se a seleção favorece as armas que causam mais danos, por que nem todas as armas parecem iguais?”

Emberts e Wiens disseram que optaram por observar os insetos patas de folhas porque os danos causados ​​por seus bicos podem ser facilmente medidos, já que as armas deixam buracos distintos nas asas de seus oponentes. Os buracos não fecham, então, uma vez que um inseto sofre esse tipo de dano, ele tem que viver com ele pelo resto de sua vida.

“Podemos contar e medir diretamente os buracos que eles fazem nas asas dos oponentes”, disse Wiens, “e descobrimos que certas transformações de armas causam cada vez mais buracos.”

Em seu segundo estudo, publicado na revista Anais da Royal Society B, Emberts e Wiens testaram a ideia de que a evolução das diferentes formas de armas está relacionada à quantidade de danos que essas armas podem causar.

Eles mediram a forma e o tamanho dos bicos das patas traseiras em 17 espécies de insetos com patas foliares de todo o mundo. Eles também mediram a quantidade média de danos nas asas anteriores para cada espécie, incluindo o tamanho e o número de perfurações. O trabalho foi realizado em colaboração com Wei Song Hwang, curador de entomologia da Universidade Nacional de Cingapura.

Os resultados revelaram que algumas armas são mais eficazes do que outras para causar danos aos oponentes.

“Isso nos mostra que grande parte da diversidade de armas vista em animais que lutam por recursos e parceiros pode ser explicada por quão bem diferentes armas funcionam para infligir danos”, disse Wiens. “O desempenho do armamento, a quantidade de danos que inflige nas lutas, está impulsionando sua diversificação.”

Em outras palavras, certos designs de lâmina fornecem uma vantagem evolutiva (trocadilho intencional). Mas esses resultados também surpreenderam.

“Armas que parecem muito diferentes também podem causar a mesma quantidade média de dano”, disse Emberts. “Isso nos diz que pode haver várias soluções para infligir danos.”

Por exemplo, descobriu-se que duas espécies distantemente relacionadas de percevejos causam danos quase idênticos: em uma espécie, os machos carregam vários espinhos no fêmur, enquanto a outra espécie tem um único espinho na tíbia.

“Essa descoberta ajuda a responder à pergunta: por que nem todas as armas evoluem para parecer iguais?” Wiens explicou. “Em vez de evoluir para uma forma ideal de arma, existem formas muito diferentes que funcionam quase tão bem, resolvendo o mistério de por que as armas parecem tão diferentes entre as espécies.”

Os autores sugerem que os princípios básicos que explicam a diversidade de armas em insetos com patas foliares também podem ser aplicados a outros grupos de animais em que diferentes espécies têm diferentes formas de armas, como os mamíferos com chifres.

Emberts e Wiens começaram experimentos para desvendar as razões fisiológicas subjacentes ao custo evolucionário de sofrer danos em combates. Eles dizem que devemos ficar atentos a mais notícias do próprio “Bug Fight Club” do UArizona.

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Traduzido de Science Daily

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