Родство и знакомство на благо потомства

Наталья Резник

Ната­лья Рез­ник

Вой­ска, отсту­пая, жгут и взры­ва­ют за собой поля, заво­ды и мосты, не остав­ляя ниче­го непри­я­те­лю. Той же стра­те­гии при­дер­жи­ва­ют­ся сам­цы неко­то­рых видов: после спа­ри­ва­ния они повре­жда­ют репро­дук­тив­ные пути сам­ки, что­бы ими не мог­ли вос­поль­зо­вать­ся кон­ку­рен­ты, пре­тен­ду­ю­щие на пере­да­чу сво­их генов гря­ду­щим поко­ле­ни­ям. Одна­ко если кон­ку­рент — близ­кий род­ствен­ник, к тому же хоро­шо зна­ко­мый, и гены он пере­даст не чужие, а семей­ные, что с эво­лю­ци­он­ной точ­ки зре­ния непло­хо, то, может, самец не будет кале­чить сам­ку? Эту гипо­те­зу выдви­ну­ли про­фес­сор Уни­вер­си­те­та Запад­ной Австра­лии Ли Сим­монс (Leigh W. Simmons) и его аспи­рант Сэмю­ель Лим­бе­ри (Samuel J. Lymbery). Им уда­лось ее под­твер­дить на малень­ком жуке, четы­рех­пят­ни­стой зер­нов­ке Callosobruchus maculatus [1]. Но обо всем попо­дроб­нее.

Как извест­но, вза­и­мо­от­но­ше­ния полов часто сопро­вож­да­ют­ся кон­флик­та­ми, посколь­ку их участ­ни­ки пре­сле­ду­ют раз­ные цели. Хотя обе сто­ро­ны заин­те­ре­со­ва­ны в мак­си­маль­ном коли­че­стве потом­ков, сам­цу очень важ­но, что­бы про­из­во­ди­те­лем был толь­ко он. Поэто­му неред­ки слу­чаи, когда самец уби­ва­ет чужих дете­ны­шей или кале­чит парт­нер­шу, что­бы предот­вра­тить ее отно­ше­ния с кон­ку­рен­та­ми. У самок, в свою оче­редь, раз­ви­ва­ют­ся защит­ные при­спо­соб­ле­ния. Так про­те­ка­ет поло­вая анта­го­ни­сти­че­ская коэ­во­лю­ция.

Как пра­ви­ло, спе­ци­а­ли­сты, изу­ча­ю­щие этот про­цесс, не учи­ты­ва­ют род­ство участ­ни­ков. Если рас­смат­ри­вать каж­до­го сам­ца как оди­ноч­ку, отбор дол­жен дей­ство­вать на при­зна­ки, кото­рые уси­ли­ва­ют инди­ви­ду­аль­ный репро­дук­тив­ный успех осо­би; кон­фликт полов и кон­ку­рен­ция за сам­ку при этом обостре­ны до край­но­сти. Если же груп­па сам­цов, опло­до­тво­ря­ю­щих одну сам­ку, свя­за­на род­ствен­ны­ми уза­ми, все они про­дол­жа­ют один род и, сле­до­ва­тель­но, про­цесс вос­про­из­вод­ства может быть менее трав­ма­ти­чен.

Несколь­ко лет назад спе­ци­а­ли­сты Окс­форд­ско­го уни­вер­си­те­та обна­ру­жи­ли у дро­зо­фи­лы сле­ду­ю­щую осо­бен­ность [2]. Одну сам­ку сса­жи­ва­ли с тре­мя не род­ствен­ны­ми ей сам­ца­ми. Если эти трое были бра­тья­ми, сам­ка откла­ды­ва­ла боль­ше яиц, чем после пре­бы­ва­ния с сам­ца­ми, не состо­я­щи­ми в род­стве. Кро­ме того, бра­тья реже дра­лись друг с дру­гом и жили доль­ше. Важ­ность род­ствен­ных свя­зей была дока­за­на и для рыбок Hetrandria formosa [3].

Одна­ко такой резуль­тат нель­зя при­пи­сы­вать исклю­чи­тель­но при­над­леж­но­сти к одной семей­ной груп­пе, посколь­ку род­ствен­ни­ки обыч­но рас­тут рядом и хоро­шо друг дру­га зна­ют, в отли­чие от посто­рон­них сам­цов, кото­рые встре­ча­ют­ся ред­ко. Может, дело не в род­стве, а в зна­ком­стве?

И годом поз­же уче­ные из Лозанн­ско­го уни­вер­си­те­та (Швей­ца­рия) дока­за­ли, что для вза­и­мо­от­но­ше­ний полов исклю­чи­тель­но важ­ны усло­вия, в кото­рых рос­ли сам­цы [4]. Если бра­тьев-дро­зо­фил раз­лу­ча­ли еще на ста­дии яйца, сам­ке потом от их род­ства ника­кой поль­зы не было. После­ду­ю­щие рабо­ты, выпол­нен­ные на Drosophila melanogaster окс­форд­ски­ми иссле­до­ва­те­ля­ми, пока­за­ли, что для бла­го­по­лу­чия самок важ­но и род­ство ее поло­вых парт­не­ров, и их зна­ком­ство друг с дру­гом [5].

Пара Callosobruchus maculatus на горошине (www.sciencedaily.com)

Пара Callosobruchus maculatus на горо­шине (www.sciencedaily.com)

Было бы стран­но иссле­до­вать про­бле­му поло­вой анта­го­ни­сти­че­ской эво­лю­ции исклю­чи­тель­но на дро­зо­фи­ле — круг видов надо было рас­ши­рять. Австра­лий­ские уче­ные, о кото­рых уже шла речь выше, выбра­ли инте­рес­ный объ­ект — четы­рех­пят­ни­стых зер­но­вок C. maculatus. На пени­се сам­цов зер­но­вок — шипы, и, чем они длин­нее, тем боль­ше потом­ства остав­ля­ет их обла­да­тель. Воз­мож­но, шипы помо­га­ют извлечь из репро­дук­тив­но­го трак­та сам­ки спер­му кон­ку­рен­тов, но ими они повре­жда­ют ее тка­ни. Такое жест­кое спа­ри­ва­ние, пред­ва­ря­е­мое пре­сле­до­ва­ни­ем парт­нер­ши, сокра­ща­ет срок ее жиз­ни и общее коли­че­ство яиц, кото­рое она откла­ды­ва­ет. Защи­той сам­кам слу­жит плот­ная соеди­ни­тель­ная ткань репро­дук­тив­но­го трак­та, тол­щи­на кото­рой зави­сит от раз­ме­ра муж­ских гени­та­лий в дан­ной попу­ля­ции.

C. maculatus удоб­но раз­во­дить в лабо­ра­то­рии, пото­му что они не уме­ют летать. Жизнь жука огра­ни­че­на одной горо­ши­ной. Сам­ка при­кле­и­ва­ет яйцо на ее поверх­ность; личин­ка, вылу­пив­шись, вгры­за­ет­ся под обо­лоч­ку, где и раз­ви­ва­ет­ся до наступ­ле­ния поло­вой зре­ло­сти. Взрос­лые зер­нов­ки спа­ри­ва­ют­ся с бли­жай­ши­ми сосе­дя­ми.

В Уни­вер­си­те­те Запад­ной Австра­лии сам­ки C. maculatus откла­ды­ва­ли яйца на семе­на коро­вье­го горо­ха Vigna unguiculata. Иссле­до­ва­те­ли кла­ли каж­дую горо­ши­ну в отдель­ную про­бир­ку и, когда на свет появ­ля­лись жуки, бра­тьев или нерод­ствен­ных сам­цов сса­жи­ва­ли по трое. Спу­стя сут­ки часть сам­цов пере­ме­ща­ли так, что­бы в одной про­бир­ке ока­за­лись бра­тья, преж­де жив­шие порознь. Таким же обра­зом обо­шлись с нерод­ствен­ны­ми сам­ца­ми.

В резуль­та­те уче­ные полу­чи­ли четы­ре боль­шие груп­пы сам­цов: зна­ко­мые род­ствен­ни­ки; незна­ко­мые род­ствен­ни­ки; нерод­ные и незна­ко­мые; нерод­ные, но зна­ко­мые. В каж­дой груп­пе было 54 трой­ки. Каж­дую трой­ку пере­са­жи­ва­ли в боль­шой кон­тей­нер, где сиде­ла сам­ка двух дней от роду — из того же поко­ле­ния, но сво­им парт­не­рам не род­ствен­ни­ца — и лежа­ли в ожи­да­нии яиц 50 све­жих горо­шин. Когда сам­ка уми­ра­ла, уче­ные под­счи­ты­ва­ли чис­ло отло­жен­ных яиц и коли­че­ство жиз­не­спо­соб­но­го потом­ства.

Влияние родства и знакомства самцов четырехпятнистой зерновки на продолжительность жизни самок, количество отложенных ими яиц и вылупившихся личинок [1]. Знакомые самцы обозначены белыми кружочками, незнакомые — черными

Вли­я­ние род­ства и зна­ком­ства сам­цов четы­рех­пят­ни­стой зер­нов­ки на про­дол­жи­тель­ность жиз­ни самок, коли­че­ство отло­жен­ных ими яиц и вылу­пив­ших­ся личи­нок [1]. Зна­ко­мые сам­цы обо­зна­че­ны белы­ми кру­жоч­ка­ми, незна­ко­мые — чер­ны­ми

Резуль­та­ты экс­пе­ри­мен­тов пред­став­ле­ны на рисун­ке. Ока­за­лось, что ни род­ство, ни зна­ком­ство сам­цов не вли­я­ло на про­дол­жи­тель­ность жиз­ни самок. Зато при спа­ри­ва­нии со зна­ко­мы­ми бра­тья­ми сам­ки отло­жи­ли мак­си­маль­ное коли­че­ство яиц, из кото­рых вылу­пи­лись жиз­не­спо­соб­ные личин­ки. Род­ство, не под­креп­лен­ное лич­ным зна­ком­ством, тако­го эффек­та не ока­зы­ва­ло, рав­но как и зна­ком­ство само по себе.

Важ­ная роль зна­ком­ства на пер­вый взгляд кажет­ся стран­ной. Сам­цы четы­рех­пят­ни­стой зер­нов­ки, едва зави­дев сам­ку, бро­са­ют­ся на нее. Если побли­зо­сти нет живых, пыта­ют­ся овла­деть мерт­вой (авто­ры рабо­ты лич­но наблю­да­ли такую кар­ти­ну). Где уж тут сопер­ни­ков раз­гля­ды­вать! Одна­ко после спа­ри­ва­ния жуки в тече­ние суток фор­ми­ру­ют новый спер­ма­то­фор и в этот пери­од неспо­соб­ны к выпол­не­нию супру­же­ских обя­зан­но­стей, -воз­мож­но, это вре­мя они исполь­зу­ют для того, что­бы при­гля­деть­ся к окру­жа­ю­щим сам­цам. Имен­но сут­ки жуков по трое дер­жа­ли в про­бир­ке, преж­де чем выпу­стить к сам­ке. Но что они могут уви­деть?

Соци­аль­ной иерар­хии у зер­но­вок нет, поэто­му им нет смыс­ла пред­ва­ри­тель­но выяс­нять ста­тус кон­ку­рен­тов. Одна­ко посколь­ку эффект зна­ком­ства сра­ба­ты­вал толь­ко при нали­чии род­ствен­ных уз, уче­ные пред­по­ло­жи­ли суще­ство­ва­ние неко­то­рых при­зна­ков род­ства, кото­рые сам­цы рас­по­зна­ва­ли, когда у них было для это­го вре­мя. Что это за мар­ке­ры, еще пред­сто­ит выяс­нить; воз­мож­но — угле­во­до­ро­ды кути­ку­лы, кото­рые име­ют инди­ви­ду­аль­ные раз­ли­чия. Не исклю­че­но, что сам­цы вос­при­ни­ма­ли зна­ком­ство как допол­ни­тель­ный при­знак род­ства.

Итак, жук-зер­нов­ка счи­та­ет кон­ку­рен­том вовсе не каж­до­го сам­ца и в зави­си­мо­сти от струк­ту­ры попу­ля­ции уме­ря­ет свое раз­ру­ши­тель­ное брач­ное пове­де­ние, не кале­ча парт­нер­шу без эво­лю­ци­он­ной необ­хо­ди­мо­сти. В чем имен­но заклю­ча­лись эти пове­ден­че­ские изме­не­ния, уче­ные не выяс­ня­ли, огра­ни­чив­шись пока общим выво­дом. В даль­ней­шем они пла­ни­ру­ют разо­брать­ся с меха­низ­ма­ми рас­по­зна­ва­ния род­ствен­ни­ков и выяс­нить, как изме­нит­ся пове­де­ние жуков при дли­тель­ном изме­не­нии струк­ту­ры попу­ля­ции.

Ната­лья Рез­ник

1. Lymbery S. J., Simmons L. W. Males harm females less when competing with familiar relatives /​/​ Proc. R. Soc. B. 2017. 284:20171984. doi: 10.1098/rspb.2017.1984

2. Carazo P., Tan C. K. W., Allen F., Wigby S., Pizzari T. Within-group male relatedness reduces harm to females in Drosophila /​/​ Nature. 2014. 505. P. 672–675. doi: 10.1038/nature12949

3. Ala-Honkola O., Friman E, Lindstrom K. Costs and benefits of polyandry in a placental poeciliid fish Heterandria formosa are in accordance with the parent-offspring conflict theory of lacentation /​/​ J. Evol. Biol. 2011. 24. P. 2600–2610. doi: 10.1111/j.1420–9101.2011.02383.x

4. Hollis B., Kawecki T. J., Keller L. No evidence that within-group male relatedness reduces harm to females in Drosophila /​/​ Ecol. Evol. 2015. 5. P. 979–983. doi: 10.1002/ece3.1417

5. Le Page S., Sepil I., Flintham E., Pizzari T., Carazo P., Wigby S. Male relatedness and familiarity are required to modulate male-induced harm to females in Drosophila /​/​ Proc. R. Soc. B. 2017. 284. 20170441. doi: 10.1098/rspb.2017.0441

Если вы нашли ошиб­ку, пожа­луй­ста, выде­ли­те фраг­мент тек­ста и нажми­те Ctrl+Enter.

Связанные статьи

Оценить: 
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (1 оценок, среднее: 1,00 из 5)
Загрузка...
 
 

Метки: , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *