Большинство организмов, в том числе и люди, испытывают суточные ритмы, управляемые биологическими часами. Результаты этого исследования дают представление об эволюции биологических часов. Исследователи обнаружили, что птицы, которые начинают свой день раньше, дают больше потомства. Ранние пташки использовали это время для спаривания с другими птицами, не входящими в их социальную пару.
Вы могли бы назвать это эффектом «откладываешь — проигрываешь».В статье «Стоимость сна: циркадные ритмы влияют на риск рогоносцев у певчих птиц» исследователи из США, Германии, Великобритании, Италии и Нидерландов отслеживали певчих птиц Parus major (обычно называемых большими синицами) и их гнезд в Германии в течение двухлетний период.
Тимоти Грейвс, доцент биологических наук Государственного университета Северной Дакоты, Фарго, Северная Дакота, США, выступил в качестве ведущего автора исследования. Среди исследователей были: Микаэла Хау, Институт орнитологии Макса Планка, Университет Констанца; Сьюке Кингма, Университет Восточной Англии, Университет Гронингена; Барт Кранстаубер, Институт орнитологии Макса Планка; Ким Мортега и Мартин Викельски, Институт орнитологии Макса Планка, Университет Констанца; Кес ван Оерс и Криста Матеман, Нидерландский институт экологии; Глен Фергюсон, Национальный центр биоэнергетики; и Джулия Бельтрами, Университет Феррары.В ходе исследования одна группа птиц получила небольшие имплантаты из крошечных гибких трубок, содержащих мелатонин, для изменения часов их тела, в то время как другая контрольная группа этого не сделала.
Мелатонин — это гормон, который выделяется шишковидной железой мозга в темноте ночи. Высвобождение этого гормона подавляется дневным светом. Характер ночного выделения гормонов приводит к настройке биологических часов птицы.Радиопередатчики на птицах позволяли отслеживать, а образцы крови подтвердили отцовство.
«Мы обнаружили, что птицы, получившие имплант, наполненный мелатонином, просыпались немного позже, чем птицы, которым был установлен пустой имплант. Кроме того, мы обнаружили, что самцы, получившие имплантат, наполненный мелатонином, с большей вероятностью будут выращивать птенцов в своем гнезде, которое имело от другого кобеля », — сказал д-р Тимоти Грейвз.«Это исследование предполагает, что активность в этот предрассветный период может быть важна не только для достижения репродуктивного успеха за счет попыток спаривания дополнительных пар, но также может быть важна для совокупления с вашим партнером.
Если вас нет рядом, когда она становится активной, она может искать возможности у соседних мужчин ", — сказал Грейвз о результатах исследования. «Наши данные показывают, что если вы будете активны до появления самок, это может повлиять на количество потомков, которые вы производите вместе со своим партнером».Птицы в исследовании были самцами, живущими в установившейся популяции гнездовых ящиков недалеко от Радольфцелля, Германия. Их суточная активность регистрировалась в полевых условиях в течение 19 дней. Данные были записаны у 10 контрольных птиц с имплантированным и у 9 птиц с имплантированным мелатонином.
В полевые сезоны 2010 и 2011 годов все гнездовые ящики регулярно проверялись на наличие активных гнезд и контролировались в процессе инкубации и выращивания птенцов.Из-за перепутанных уровней мелатонина одна группа птиц в исследовании была немного сбита с толку относительно того, когда начался день, испытывая неестественный непрерывный ночной уровень мелатонина как днем, так и ночью.
Птицы с имплантированным мелатонином не дали столько птиц, как в своей социальной паре, так и за ее пределами. Несмотря на лечение мелатонином, он не повлиял на способность самцов оплодотворять яйца или помогать в воспитании потомства.
Птенцы, рожденные от самцов, получавших мелатонин, не показали разницы в размерах по сравнению с размерами молодых птиц, выращенных самцами в контрольной группе. Однако птенцы самцов, получавших мелатонин, с большей вероятностью были рождены от самцов дополнительной пары по сравнению с птенцами контрольных особей.ВкратцеРезультаты этого исследования показывают, что сон влечет за собой свои издержки.
Птицы-самцы, которые спали в гнезде, пока их партнерша просыпалась, позже обнаружили, что заботятся о птенцах, рожденных рано встающим.Дальнейшие эксперименты будут посвящены тому, как самки птиц оценивают время пробуждения самцов, и определяют, существуют ли связи между естественным изменением этих ритмов и репродуктивным успехом, без воздействия на мелатонин.
Исследователи также хотят изучить, связаны ли ритмы, выражаемые мужчинами, с репродуктивными гормонами.Исследование финансировалось Программой международных исследовательских стипендий Национального научного фонда 0852986, Экспериментальной программой Северной Дакоты по стимулированию конкурентных исследований, присужденной Тимоти Грейвсу, и Max-Planck-Gesellschaft для Микаэлы Хау.