Мидман балықтарындағы көбею және дауыс беру - Reproduction and vocalization in midshipman fish

Мидман балықтарындағы көбею және дауыс беру өзара тығыз байланысты. Жұптасу делдал балық есту байланысына, өндірісі мен қабылдауына байланысты дыбыс сигналдар. Еркектер бірнеше түрлі дауыстар шығарады, ал әйелдер тек асыл тұқымды емес жағдайларда ғана күледі.[1]

Қоңырау шалу

Әдеттегі I типті ерлер қоңырауы миллисекундқа созылатын немесе «гүрсілдеген пойыз» деп аталатын мылжың сериясымен шығарылатын қысқа күңкілдерге бөлінеді, орташа уақыттағы гүрілдеу және бір сағатқа дейін созылатын жарнамалық сықақ.[2] Бұл қоңырауларды табиғи жолмен жазуға болады. Оларды зертханада шығаруға болады, «жалған шақыру» деп аталатын процедура.[3][4] Табиғатта екі бұлшықет жиырылады жүзу қуығы осы дыбыстарды шығарыңыз. Зертханада дыбыстар ынталандырушы электродпен шығарылады периакуедукталдық сұр (PAG) және балықтың дыбыстық бұлшықеттеріне әкелетін желке нервіне орналастырылған тіркеуші электрод.[4][5]

Стероидты медитация

Еркек орташы балықтардың дауыстары андроген және эстрадиол стероидты делдалдық. Мичман өсіру маусымына дейін шақырудан қоңырауға ауысу кезінде осы гормондардың қанында жоғары деңгей бар,[6] жарнамалық қоңыраулар жасау үшін гормондардың жоғары деңгейі қажет деп болжайды. Азықтандыру 11-кетотестостерон жабысқақ қырықбуын олардың балық аулау қабілетін арттырады,[7] ол 11-кетотестостеронды, андроген гормонын, мидманмен балықты вокалдандырудың медиаторы ретінде анықтайды. Жоғары деңгейлері де бар ароматаза, эстроген тудыратын фермент, артқы мидың вокальды мотор аймағында. Эстрадиол стероидтары мен олардың рецепторлары дәл сол аудандарда кездеседі, олар ерлердің мистерман шақыруына қатысады.[8]

Ортаншы балықтың үш жынысы бар: ұрғашы, I типті аталық және II типті еркек. I және II типтегі еркектердің репродуктивті стратегиялары әртүрлі, оларды физикалық ерекшеліктеріне қарай бір-бірінен ажыратуға болады. I типті ер адамдар дене салмағынан сегіз есе үлкен, ал дауыс мүшелері әлдеқайда үлкен. II типті ерлердің репродуктивті мүшелерінің мөлшері I типтегі ерлерге қарағанда жеті есе үлкен.[1] Аналық және II типті еркек ортағасырлық балықтарды бір-бірінен аналықтың сәл үлкенірек мөлшерімен, ал II типтегі еркек ортағасырлық адамның үлкен репродуктивті мүшелерімен ажыратуға болады.[3]

Мидшман балықтарының үш жынысы әртүрлі стероидты-репродуктивті мінез-құлыққа ие. I типті аумақтық еркектер әйелдерді қызықтыру үшін жүзу қуығындағы жұпталған бұлшық еттер арқылы вокализацияны қолданады, ал II типтегі еркектер үлкен репродуктивті органдарға инвестиция салады.[1] Екінші типтегі еркектер ұяға «кіріп кетеді», өйткені олар әйелдерге ұқсайды және жұмыртқаны ұрықтайды. Бұл мінез-құлық кокулярлық немесе спутниктік уылдырық шашу деп аталады.[3] II типтегі еркектер мен әйелдер ұзақ уақытты шақыруға қабілетсіз.[9] 11-кетотестостерон I типті ерлердің дауыстау жүйелерінде кездесетін негізгі стероид болып табылады, ал 2 типтегі ерлер мен әйелдердің вокализациясы негізінен тестостеронның көмегімен жүреді.[10] Осы стероидтардың нақты механизмдері әлі белгісіз.[8]

Еркек мидишман балықтары шығаратын дыбыстар репродуктивті әйелдердің бұл дыбысқа гормондардың әсерінен селективті сезімталдықты дамытады және олар ән салатын ер адамның тас ұясына жұмыртқа салумен жауап береді. Бұл жиілікке деген селективті сезімталдық тестостерон мен эстрадиол деңгейінің жоғарылауымен байланысты.[11]

Нейрондық байланыс

Мидшипман дауысын шығаруға арналған нейрондық жол вентральды медулярлық ядродан басталып, мидың алдыңғы кардиостимуляторы мен кардиостимуляторының ядроларын қамтитын артқы мидағы вокалдық қалып генераторына жалғасады.[4] Олардың вокалдық үлгі генераторында іске қосылған әрбір әрекет потенциалы үшін дәл бір дыбыстық сигнал бар моторлы нейрон өрт шығады, және дәл бір дыбыстық импульс бар.[12] Екі мотор ядросы дыбыс бұлшықетінде фазада жанып, дыбыстық бұлшықеттердің жұпты жиырылуына әкеледі.[13]

Қоңыраулардың ұзақтығы артқы мидың кардиостимуляторға дейінгі нейрондарымен бақыланады. Ұзақтығы ұзақпен кодталады деполяризация осы кардиостимуляторға дейінгі нейрондардың. Кардиостимулятор нейрондарының әр түрлі деңгейдегі анестетиктерге әсер етуі лидокаин қоңыраулардың ұзақтығын өзгертеді, бірақ мембраналық потенциалдағы «ультра жылдам» ырғақты тербелістерді қолданатын сигналдардың жиілігі үшін жиіліктің кардиостимуляторы нейрондарының кодын емес. Ортаңғы мидың тітіркендіргіш күшеюі кезінде тербелістер амплитудада жоғарылаған.[5]

Адамдар үшін салдары

Ортаншы балықтар қайық иелерін оятуы белгілі болғанымен,[14] олардың дауыстылығына байланысты зерттеулер адамдарға пайдалы болуы мүмкін. Мидшман балықтары - бұл адамның сөйлеуін де, естуін де зерттеуге арналған үлгі организмдер. Жақында мидшман балықтарының шақыру бұлшықеттерін дірілдеу кезінде олардың ішкі құлақ шаш жасушаларын қатайту арқылы есту сезімталдығын төмендететіні анықталды.[15] Бұл мінез-құлық жарғанаттарда да кездеседі, сондықтан адамдар есту қабілетін ұзақ сақтау үшін құлақтың сезімталдығын төмендету үшін қолданатын ұқсас механизмді түсінуге әкелуі мүмкін.[14] Телеосттар мен арасында вокалдық, есту және нейроэндокриндік механизмдердің сақталған заңдылықтары бар тетраподтар, оларға тиісінше миденмен балықтар мен адамдар жатады. Бұл организмдердің қарапайым жүйесі адамның сөйлеу және есту жолдарын тереңірек түсінуге әкелуі мүмкін.[1][5][16] Бұл эволюциялық байланыс заманауи медицинада маңызды болуы мүмкін, өйткені бұл балықтар адам үшін гомологиялық ми құрылымына ие. Мысал миы зақымданған, инсульттан кейін мылқау болатын науқастарға арналған.[17][18]

1974 жылы 9 тамызда композитор Чарли Морроу өзінің декодталған далалық пипер тіліне ұқсас балықтар үшін декодталған деп түсінгендерін пайдаланып концерт қойды. Морроу мықты адамдардың шақыруы мен жауабына негізделген көптеген бақбалықтардың хорларының ауысуын байқады. Ол әр адамның жеке басын сәйкестендіру және кеңістіктегі орналасу үшін нөмірлейтін бір нұсқада адамның орындауындағы өрнектерді атап өтті. Алдыңғы түні Ричард Никсон АҚШ президенті қызметінен кетті. Негізгі БАҚ концертті жариялады. New York Times музыкалық сыншысы Джон Рокуэлл «Балық үнсіз» деген тақырыппен пікір жазды.[19]

Мидың мінез-құлық қатынасы

Мидшман балықтарында аталықтардың екі формасы бар: ұя салатын I тип және «кроссовка еркек» немесе «спутник еркек» II тип.[20] I типті еркектер аналықтарды ызылдаған дыбыстарымен ұяларына тартады, оларды жұмыртқалауға ұйықтатады және оларды күзетеді.[20] Керісінше, II типті еркектер ұя салмайды немесе аналықтарды өздігінен тартпайды.[20] Керісінше, олар І типтегі ұяларға жасырынып, жұмыртқаларын салады.[20] Бұл мінез-құлық айырмашылықтарын жүйке жүйесінің құрылымы мен қызметіндегі айырмашылықтардан байқауға болады.[17]

Морфқа тән вокалдық мінез-құлық

Нейрондар мен бұлшықеттер

І типтегі ерлер мен II типтегі еркектер мен әйелдер әр түрлі өсу жолдары бойымен морфқа тән вокалдық мінез-құлықты анықтайтын нейрондар мен бұлшықеттер туралы өседі.[17] Мысалы, I типтегі ер адамдар үшін жыныстық жетілу алдында жұп шақыру тізбегі мен дыбыстық бұлшықеттің өсуі байқалады.[21] Нақтырақ айтсақ, жасөспірімнен I типті еркекке ауысқанға дейін мотонейрондардың мөлшері мен дыбыстық қозғалтқыш ядросының көлемі екі есеге, ал бұлшықет талшықтарының саны төрт есе артады.[17] Жыныстық жетілудің басында мотонейрондар мөлшері бұрынғыдай болмаса да, қайтадан өседі.[17] Бұл кезде кардиостимулятор нейрондарының мөлшері ұлғаяды, бірақ жалпы мотонейрондар сияқты емес.[17] Сондай-ақ, дыбыстық бұлшықет бұлшықет талшықтарының көлемінде бес есе өседі.[17] Керісінше, кәмелетке толмағандардан II типтегі ерлерге немесе ересек әйелдерге айналғанға дейін айтарлықтай өзгеріс байқалмайды. Шындығында, вокалды нейрондар мен бұлшықеттер аз өзгереді немесе мүлдем өзгермейді.

Гормондар

I типті және II типтегі репродуктивті стратегиялардың айырмашылықтары жыныстық жетілу кезіндегі гормоналды айырмашылықтарда да көрінеді.[22] Үш түрлі морфтар - I тип, II тип және әйелдер - әртүрлі гормондардың әртүрлі деңгейлерін де шығарады.[17] II типтегі еркектерде тестостеронның ең жоғары деңгейі түзіледі, содан кейін әйелдер, содан кейін I типті ерлер.[17] Әйелдерде тек 17β-эстрадиол түрінде эстроген бар, бірақ тестостеронға қарағанда әлдеқайда төмен деңгейде.[17]

I типті еркектерде 11 типті кетотестотерон мөлшері бар, ол тестостеронның телеосттарға тән түрі, екінші типтегі ерлер мен әйелдерге қарағанда.[17] 11-кетотестостерон тестостероннан гөрі күңгірт сияқты қарым-қатынасты қолдауда күшті болуы мүмкін.[22]

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ а б в г. Брэнтли, Ричард К .; Басс, Эндрю Х. (26 сәуір 2010). «Plainfin Midshipman Fish Porichthys notatus Girard (Teleostei, Batrachoididae) аймағында ерлердің уылдырық шашудың альтернативті тактикасы және акустикалық сигналдары». Этология. 96 (3): 213–232. дои:10.1111 / j.1439-0310.1994.tb01011.x.
  2. ^ Рубов, Т. К .; Bass, A. H. (2 қазан 2009). «Репродуктивті және тәуліктік ырғақтар телостост балықтарындағы вокалды мотор пластикасын реттейді». Эксперименттік биология журналы. 212 (20): 3252–3262. дои:10.1242 / jeb.032748. PMC  2756222. PMID  19801430.
  3. ^ а б в Ли, Джонатан С. Басс, Эндрю Х. (2006 ж. Шілде). «Диморфты еркек мидишман балық: төмендетілген жыныстық таңдау немесе төмендетілген кейіпкерлерге арналған сексуалдық таңдау?». Мінез-құлық экологиясы. 17 (4): 670–675. дои:10.1093 / beheco / ark015.
  4. ^ а б в Басс, Эндрю Х .; Бейкер, Роберт (1997). «Индибриялық ромбомерлердің фенотиптік спецификасы және омыртқалылардағы ырғақты тізбектердің шығу тегі». Ми, мінез-құлық және эволюция. 50 (1): 3–16. дои:10.1159/000113351. PMC  3023276. PMID  9217990.
  5. ^ а б в Шагно, Борис П .; Бейкер, Роберт; Басс, Эндрю Х. (14 маусым 2011). «Дауыс беру жиілігі мен ұзақтығы жеке мидың ядроларында кодталады». Табиғат байланысы. 2 (1): 346. Бибкод:2011NatCo ... 2..346C. дои:10.1038 / ncomms1349. PMC  3166519. PMID  21673667.
  6. ^ Ремейдж-Хили, Люк; Басс, Эндрю Х. (наурыз 2005). «Ойнату кезінде стероидты гормондардың да, дауыстық сигналдың да жедел жоғарылауы: Шығанақ бағанасындағы далалық тәжірибе». Гормондар және мінез-құлық. 47 (3): 297–305. дои:10.1016 / j.yhbeh.2004.11.017. PMID  15708758.
  7. ^ Ремейдж-Хили, Люк; Басс, Эндрю Х. (желтоқсан 2006). «Репродуктивті мінез-құлықты басқарудағы стероидты гормондардың жылдам нейромодуляциялық рөлі». Миды зерттеу. 1126 (1): 27–35. дои:10.1016 / j.brainres.2006.06.049. PMID  16854385.
  8. ^ а б Форлано, Пол М .; Дейтчер, Дэвид Л .; Басс, Эндрю Х (28 ақпан 2005). «Ароматаза экспрессиясының орындарын салыстыра отырып, вокалды балықтың миында және ішкі құлағында альфа-мРНҚ эстрогенінің рецепторларының таралуы». Салыстырмалы неврология журналы. 483 (1): 91–113. дои:10.1002 / cne.20397. PMID  15672394.
  9. ^ Форлано, Пол М .; Марчеретр, Маргарет; Дейтчер, Дэвид Л .; Басс, Эндрю Х. (15 ақпан 2010). «Телеост балықтарындағы вокалдық, есту және нейроэндокриндік тізбектердегі андрогенді рецепторлардың мРНК экспрессиясының таралуы». Салыстырмалы неврология журналы. 518 (4): 493–512. дои:10.1002 / cne.22233. PMC  2976675. PMID  20020540.
  10. ^ Ремейдж-Хили, Л .; Bass, A. H. (31 қаңтар 2007). «Мидың сексуалдылығында пластиканы стероидты гормондардың жылдам әрекеттері анықтайды». Неврология журналы. 27 (5): 1114–1122. дои:10.1523 / JNEUROSCI.4282-06.2007 ж. PMC  6673196. PMID  17267566.
  11. ^ Sisneros, J. A. (16 шілде 2004). «Стероидтарға тәуелді есту пластикасы жіберуші мен алушының адаптивті байланысына әкеледі». Ғылым. 305 (5682): 404–407. Бибкод:2004Sci ... 305..404S. дои:10.1126 / ғылым.1097218. PMID  15256672.
  12. ^ Skoglund, C. R. (1 тамыз 1961). «Бақа балықтарының дыбыс шығарумен айналысатын жүзу-көпіршігі бұлшықеттерін функционалды талдау». Биофизикалық және биохимиялық цитология журналы. 10 (4): 187–200. дои:10.1083 / jcb.10.4.187. PMC  2225107. PMID  19866593.
  13. ^ Басс, Эндрю Х .; Бейкер, Роберт (желтоқсан 1990). «Телеост балықтарының вокалды басқару жүйесіндегі жыныстық диморфизмдер: физиологиялық анықталған нейрондардың морфологиясы». Нейробиология журналы. 21 (8): 1155–1168. дои:10.1002 / neu.480210802. PMID  2273398.
  14. ^ а б фон Бубнофф, Андреас (11 шілде 2005). «Дыбыстық балықтар шулы қақтығысты шешеді». Табиғат. дои:10.1038 / жаңалықтар050711-1.
  15. ^ Weeg, M. S. (22 маусым 2005). «Вокальды жолдар эферентті нейрондарды ішкі құлаққа және бүйір сызыққа модуляциялайды». Неврология журналы. 25 (25): 5967–5974. дои:10.1523 / JNEUROSCI.0019-05.2005. PMC  6724790. PMID  15976085.
  16. ^ Bass, AH (наурыз, 2008). «Дыбыстық қозғалтқыш жүйелерінің стероидты тәуелді пластикасы: телеост балықтарынан алынған жаңа түсініктер». Миды зерттеуге арналған шолулар. 57 (2): 299–308. дои:10.1016 / j.brainresrev.2007.04.006. PMID  17524490.
  17. ^ а б в г. e f ж сағ мен j к Басс, Эндрю Х. (1996). «Мидың жыныстық қатынастарын қалыптастыру». Американдық ғалым. 84 (4): 352–363. Бибкод:1996AmSci..84..352B. JSTOR  29775707.
  18. ^ Холстег, Г. Сүтқоректілерде вокализацияны ұйымдастыру және адамдарда сөйлеу мен сөйлеу қатынастары. INABIS '98 - Би-Медициналық ғылымдар бойынша Интернет-5-дүниежүзілік конгресс, Макмастер университеті, Канада, 7-16 желтоқсан.
  19. ^ «Ертеңгі концерт бойынша балық үнсіз». The New York Times. 10 тамыз 1974 ж.
  20. ^ а б в г. Брэнтли, Ричард К.; Марчеретр, Маргарет А .; Басс, Эндрю Х. (1993-06-01). «Телеост балықтарындағы андрогеннің жыныстық және ішкі жыныстық диморфизмі бар бұлшықет құрылымына әсері». Морфология журналы. 216 (3): 305–318. дои:10.1002 / jmor.1052160306. PMID  8315650.
  21. ^ Басс, Эндрю Х .; Хорват, Брайан Дж.; Ағайындылар, Эдвард Б. (тамыз 1996). «Дамудың траекториясы балама репродуктивті тактикасы бар еркектер үшін диморфтық вокалдық схемаға әкеледі». Нейробиология журналы. 30 (4): 493–504. дои:10.1002 / (SICI) 1097-4695 (199608) 30: 4 <493 :: AID-NEU5> 3.0.CO; 2-Z. PMID  8844513.
  22. ^ а б Сиснерос, Джозеф А .; Форлано, Пол М .; Кнапп, розмарин; Басс, Эндрю Х. (наурыз 2004). «Интерактивті ұя салатын балықтағы вокал плинфин мидманманындағы стероидты гормон деңгейінің маусымдық өзгеруі». Жалпы және салыстырмалы эндокринология. 136 (1): 101–116. дои:10.1016 / j.ygcen.2003.12.007. PMID  14980801.

Сыртқы сілтемелер