Какие запахи самки гарны находят привлекательными в самцах?
В заповеднике Тал-Чхапар в пустыне Тар дважды в год разыгрывается уникальное действо. В жару с марта по апрель и после сезона дождей в сентябре-октябре до 100 самцов гарны (индийской антилопы) занимают территории на равнине, чтобы привлечь самок для спаривания в особом скоплении, называемом леком.
Самки, посещающие лек, долго оценивают самцов. Значительная часть этой оценки, по-видимому, основана на обонянии — даже во время ухаживаний самки так сосредоточенно обнюхивают кучки помета, что часто не замечают ужимок самцов.
Чтобы выяснить, что именно ищут самки, студентка Джьоти Наир из группы Умы Рамакришнан в Национальном центре биологических наук (NCBS, Бангалор) совместно с командой Шеннон Олссон (тоже из NCBS) разработала эффективный метод исследования запахов. В статье в журнале Ecology and Evolution они описывают оптимизированный протокол для масштабного сбора проб запахов.
Используя этот протокол, команда обнаружила, что в помете самцов с высоким успехом спаривания содержится значительно больше химического вещества мета-крезол, чем у менее успешных самцов.
Преодоление трудностей сбора проб
Сбор проб запахов в удаленной местности, такой как Тал-Чхапар, — сложная задача. Большинству методов требуется много часов, а образцы часто нестабильны. Команда NCBS нашла решение — твердофазную экстракцию.
В этом методе запахи из образцов фекалий поглощаются маленькими трубками из силиконового полимера полидиметилсилоксана (PDMS). Образцы в PDMS-трубках оказались достаточно стабильными, чтобы их можно было безопасно транспортировать без охлаждения в лабораторию в Бангалоре.
Анализ и открытие
В лаборатории для анализа использовались стандартные процедуры: термическая десорбция, газовая хроматография и масс-спектрометрия.
Сложность заключалась в идентификации соединений, так как исследований летучих веществ млекопитающих сравнительно мало. Благодаря сотрудничеству с биоинформатиком Снехалом Карпе был разработан полуавтоматический процесс, сокративший время анализа с более чем восьми месяцев до двух недель.
Для интерпретации данных Джьоти Наир использовала сложную статистическую технику «случайных лесов». Обнаружилась четкая пространственная закономерность: в помете самцов в центре лека (где успех спаривания был наивысшим) уровень мета-крезола был намного выше, чем у самцов на периферии.
Значение исследования
Мета-крезол — известное химическое вещество, используемое для коммуникации многими насекомыми и некоторыми млекопитающими (слонами, лошадьми). Команда теперь проверяет влияние идентифицированных веществ, включая мета-крезол, на поведение гарн в зоопарке Майсура.
«Это первое полевое исследование химической экологии для этого удивительного индийского млекопитающего», — говорит доктор Шеннон Олссон.
«Потрясающе, что мы можем составить «карту запахов» на леке гарны. Это первый шаг к пониманию того, различаются ли запахи и как пахнут успешные самцы», — добавляет доктор Ума Рамакришнан.
Исследователи надеются, что их метод вдохновит на новые масштабные исследования в химической экологии для понимания биоразнообразия.