Введение к работе
Актуальность проблемы Для сохранения жизни п продолжения рода животные уже на самых ранних стадиях эволюционного развития должны были выработать способность к коммуникации — то есть, к приему и передаче биологически значимой информации. Это свойство оказалось настолько полезным, что для коммуникации в животном мире используются практически все сенсорные каналы. Однако, наибольшая эффективность п дальнодействие достигается при использовании зрительной, слуховой и обонятельной сенсорных систем. Обычно они используются в комплексе.
Оставив в стороне проблемы ольфакторноп коммуникации, обратим внимание на зрительный и слуховой сенсорные каналы. Системы коммуникации с использованием зрения обычно строятся на принципах анализа пространственной информации, такой как цвет, форма плп особенности движения носителя коммуникативного сигнала. Системы, использующие слуховой сенсорный канал, строятся на принципах анализа временных пли частотных параметров коммуникативного сигнала. Каждый из этих сенсорных каналов в плане коммуникации имеет свои преимущества, но не лишен п недостатков. Для мелких животных и, в частности насекомых, зрение далеко не всегда эффективно, так как они обитают в густой растительности, что сильно ограничивает поле зрения. Кроме того, под давлением хищников мнюгие насекомые перешли к ночному образу жизни, что тоже снижает эффективность зрительного сенсорного канала. В тоже время, использование звуковых сигналов демаскирует животных значительно сильнее и чаще обоих партнеров по коммуникативному процессу. Это особенно существенно для самок в связи с размножением.
Однако, в процессе эволюции у животных появилась коммуникативная система, использующая зрительный сенсорный канал, но основанная на анализе временных параметров коммуникативного сигнала. Эта группа животных приобрела способность испускать и анализировать световые сигналы. Особенно представительна эта группа, в классе насекомых, где в отряде жесткокрылых они образуют семейство Lampyridae. Одинаковый способ кодирования коммуникативной информации должен обуславливать сходные принципы её расшифровки. Поэтому, вышеназванная коммуникативная система, должна иметь много общего, как с системами зрительной, так и с системами звуковой коммуникации. Но,
несмотря на общность используемых принципов, данная система должна иметь свои особенности. Изучение принципов и механизмов световой коммуникации и сравнение их с механизмами функционирования других коммуникативных систем является в настоящее время актуальной проблемой.
Цель и задачи исследования Изучение коммуникации у светляков до сих пор носило в основном описательный характер и касалось американских и тропических видов, а работ, описывающих коммуникативный процесс у обитающего в Европейской части России вида Lucioia mingrdica не было вообще. Кроме того, отсутствуют работы, в которых анализируются принципы кодирования коммуникативной информации и параметры сигнала, несущие существенную информацию. Целью настоящей работы было пзучение принципов коммуникации у этого вида, светляков. Конкретные зсіДсічи псследования сводились к следующему.
-
Описать комплекс фиксированных действий, связанный с размножением, у светляков Lucioia mingrdica и определить физические характеристики световых сигналов.
-
Проапалпзнровать коммуникативный протокол п пзмерить временные параметры световых сигналов в диалогах самцов самками и между самцами.
-
Выявить какие принципы лежат в основе распознавания светляками Lucioia mingrdica коммуникатпвного сигнала, как происходит анализ информации, заложенной в этом сигнале и как взаимодействуют между собой особи на основе информации, полученной в процессе коммуникации.
Научная новизна В результате проведенных исследований описаны коммуникативные сигналы этого вида светляков и составлен коммуникативный протокол. Проанализированы параметры коммуникативных сигналов самцов и самок, имеющие существенное значение для распознавания полового партнера или соперника.
Показана биологическая роль феномена синхронизации световой активности самцов, как функция конкурентной борьбы за самку. Впервые
у самцов выявлена и описана система, так называемых, "быстрых ответов" пли ответов без анализа информации и обсуждена ее функция в коммуникативном процессе.
Сделана попытка выявить и локализовать элементы коммуникативной системы в нервной цепочке насекомого.
Научно-практическое значение Работа имеет фундаментальное значение. Полученные данные расширяют и дополняют имеющиеся представления о принципах и механизмах коммуникации. Эти сведения позволяют найти точки соприкосновения между системами коммуникации, с использованием зрительного сенсорного канала с одной стороны, и системаьт, использующими слух с другой. Это, в свою очередь, позволяет судить о путях эволюционирования' коммуникативной функции в целом. Результаты наших исследований могут оказаться полезными при изучении общих вопросов кодирования и расшифровкп информации в биологических системах. Использованные нами методы регистрации и математической обработки результатов, могут быть полезны для специалистов, работающих в смежных областях. Полученные результаты позволяют сформулировать вопросы для дальнейшего исследования нейрональных механизмов систем коммуникации, с нспользованпем светляков в качестве удобной модсли.
Апробация работы Материалы настоящей работы были представлены на Совегско-Германском симпозпуме "Sensory systems and communication in ahrtrophodes" (Ленинград, 1990г.) и международной конференции "Sensory systems in ahrtrophodes" (Hamburg, 1992). Основные положснпя изложены в 8 печатных работах.
Структура и объем диссертации Работа содержит 127 страниц машинописного текста, 29 рисунков, 2 таблицы и состоит из введения, обзора литературы (глава 2), описания матерпалов п методов (глава 3), изложения результатов исследовании (глава 1), их обсуждения (глава 5), заключения, выводов и списка цитированной литературы, включающего 169 наименовании.