Ошибочка вышла?

Наталья Резник

Ната­лья Рез­ник

В муке и кру­пах заво­дят­ся жуки-хру­ща­ки Tribolium, и мало того, что про­дук­ты пор­тят, так еще и ведут себя стран­но. Сам­цы часто пыта­ют­ся спа­рить­ся друг с дру­гом, при­чем дело захо­дит так дале­ко, что жуки даже откла­ды­ва­ют спер­ма­то­фор. Смысл тако­го пове­де­ния темен. На пер­вый взгляд, сам­цам нет резо­на рас­тра­чи­вать силы и вре­мя на непро­дук­тив­ное пове­де­ние вме­сто того, что­бы искать и опло­до­тво­рять самок. Но посколь­ку эво­лю­ция в дан­ном слу­чае допус­ка­ет частые одно­по­лые кон­так­ты, тому долж­на быть при­чи­на.

Уче­ные пред­ла­га­ют два объ­яс­не­ния. Пер­вое осно­ва­но на пред­по­ло­же­нии, что гомо­сек­су­аль­ные кон­так­ты спо­соб­ству­ют репро­дук­тив­но­му успе­ху сам­цов, пото­му что пред­став­ля­ют собой сво­е­го рода тур­нир. Взби­ра­ясь на сопер­ни­ка, жук демон­стри­ру­ет окру­жа­ю­щим свою силу и повы­ша­ет ста­тус. Кро­ме того, самец может отвлечь или пора­нить сво­е­го парт­не­ра, поме­шав ему таким обра­зом выпол­нять супру­же­ские обя­зан­но­сти.

Соглас­но вто­рой гипо­те­зе, поль­зы от одно­по­лых кон­так­тов нет, про­сто сам­цы не разо­бра­лись, с кем име­ют дело. В тех усло­ви­ях, в кото­рых при­хо­дит­ся жить хру­ща­кам, оши­бить­ся неслож­но. В муке вид­но пло­хо, ори­ен­ти­ро­вать­ся по запа­ху тоже затруд­ни­тель­но, пото­му что хими­че­ские выде­ле­ния про­пи­ты­ва­ют всё вокруг и опре­де­лить их источ­ник невоз­мож­но. Вот и при­хо­дит­ся жукам дей­ство­вать на ощупь.

Рис. 1. Сто жуков в одной чашке — популяция (matthewgagelab.com)

Рис. 1. Сто жуков в одной чаш­ке — попу­ля­ция (matthewgagelab.com)

Экс­пе­ри­мен­таль­ной про­вер­кой этих гипо­тез заня­лась меж­ду­на­род­ная груп­па иссле­до­ва­те­лей под руко­вод­ством Мэттью Гей­джа (Matthew Gage), про­фес­со­ра эво­лю­ци­он­ной эко­ло­гии Уни­вер­си­те­та Восточ­ной Англии [1]. Уче­ные рабо­та­ли с хру­ща­ком малым була­во­усым Tribolium castaneum. Из этих жуков сфор­ми­ро­ва­ли искус­ствен­ные попу­ля­ции двух типов: в «муж­ских» попу­ля­ци­ях было 90 сам­цов и 10 самок, а в «жен­ских» — 90 самок и все­го 10 сам­цов. Если цель гомо­сек­су­аль­ных отно­ше­ний состо­ит в том, что­бы осла­бить сопер­ни­ка, а себя выста­вить в выгод­ном све­те, то в муж­ской попу­ля­ции, где жесто­чай­шая кон­ку­рен­ция за спа­ри­ва­ние, сам­цы долж­ны состя­зать­ся друг с дру­гом изо всех сил, дока­зы­вая сам­кам, на что спо­соб­ны. Отбор в усло­ви­ях тако­го обострен­но­го сопер­ни­че­ства будет поощ­рять агрес­сив­ное гомо­сек­су­аль­ное пове­де­ние, а в жен­ской попу­ля­ции, где спа­ри­вать­ся лег­ко, одно­по­лые кон­так­ты не пона­до­бят­ся.

Если же меж­сам­цо­вые отно­ше­ния воз­ни­ка­ют по ошиб­ке, отто­го, что жук не может най­ти или рас­по­знать сам­ку, кар­ти­на будет иной. Сам­цо­во­вое сооб­ще­ство долж­но уси­лить отбор на спо­соб­ность нахо­дить и иден­ти­фи­ци­ро­вать парт­нер­шу, и, сле­до­ва­тель­но, кон­так­ты меж­ду сам­ца­ми будут ред­ки­ми. Зато в усло­ви­ях, где самок мно­го и отыс­кать их тру­да не соста­вит, отбор на рас­по­зна­ва­ние слаб — сам­цы будут чаще оши­бать­ся и кон­так­ти­ро­вать друг с дру­гом, а не с сам­кой.

Каж­дый тип попу­ля­ции суще­ство­вал в трех неза­ви­си­мых вари­ан­тах. Сто дев­ствен­ных сам­цов и самок в соот­вет­ству­ю­щей про­пор­ции на неде­лю поме­ща­ли в чаш­ку Пет­ри, поз­во­лив им сво­бод­но скре­щи­вать­ся (рис. 1). Затем взрос­лых насе­ко­мых уда­ля­ли, а яйца и личи­нок остав­ля­ли раз­ви­вать­ся. Куко­лок извле­ка­ли и рас­кла­ды­ва­ли пооди­ноч­ке в малень­кие про­бир­ки. Когда жуки вылуп­ля­лись и дости­га­ли зре­ло­сти, из них фор­ми­ро­ва­ли новую попу­ля­цию. При этом чис­лен­ность и плот­ность осо­бей, а так­же соот­но­ше­ние полов оста­ва­лись посто­ян­ны­ми. Жуки хоро­шо раз­мно­жа­ют­ся в лабо­ра­тор­ных усло­ви­ях и путь от яйца до взрос­лой осо­би про­хо­дят за месяц. Спу­стя 82 и 106 поко­ле­ний уче­ные тести­ро­ва­ли пове­де­ние 145 сам­цов из муж­ской попу­ля­ции и 141 — из жен­ской. Посколь­ку жуки вылуп­ля­лись в оди­но­че­стве, тести­ро­ва­ние они про­хо­ди­ли в гаран­ти­ро­ван­но дев­ствен­ном состо­я­нии, не отя­го­щен­ные преды­ду­щим опы­том.

Рис. 2. Момент истины. Самец и самка на привязи, тест-объект — выбирает. Может предпочесть самку, а может и самца [1]

Рис. 2. Момент исти­ны. Самец и сам­ка на при­вя­зи, тест-объ­ект — выби­ра­ет. Может пред­по­честь сам­ку, а может и сам­ца [1]

Испы­ту­е­мо­го выпус­ка­ли в малень­кую чаш­ку Пет­ри, где сиде­ли самец и сам­ка, при­вя­зан­ные к стен­кам чаш­ки тон­кой шел­ко­вой ниточ­кой. Эти жуки мог­ли сво­бод­но пере­ме­щать­ся в пре­де­лах дли­ны нити, но друг до дру­га дотя­нуть­ся не мог­ли. Иссле­до­ва­те­ли наблю­да­ли, сколь­ко раз и на како­го жука забе­рет­ся самец (рис. 2). Если он оста­вал­ся на спин­ке сво­е­го парт­не­ра более 36 секунд и под­дер­жи­вал орган копу­ля­ции в нуж­ном поло­же­нии, такое пове­де­ние засчи­ты­ва­ет­ся как спа­ри­ва­ние.

Ока­за­лось, что поло­вая актив­ность жуков из всех попу­ля­ций оди­на­ко­ва. За чет­верть часа, отве­ден­ную хру­ща­кам на лич­ную жизнь, они око­ло четы­рех раз взгро­мож­да­ют­ся на парт­не­ра и 1,7–1,8 раза спа­ри­ва­ют­ся с ним. При этом сам­цы из муж­ских попу­ля­ций в 71% слу­ча­ев под­хо­дят сна­ча­ла к сам­кам и в 77% слу­ча­ев с ними спа­ри­ва­ют­ся. Жуки из жен­ских попу­ля­ций выби­ра­ют сам­ку толь­ко в 51% слу­ча­ев, а до спа­ри­ва­ния у них дохо­дит лишь в 60%. И впо­след­ствии сам­цы из муж­ских попу­ля­ций боль­ше вре­ме­ни про­во­дят с сам­ка­ми, чаще с ними копу­ли­ру­ют и реже инте­ре­су­ют­ся сам­ца­ми, чем питом­цы жен­ской попу­ля­ции.

Такое пове­де­ние не вяжет­ся с моде­лью одно­по­ло­го кон­так­та как тур­нир­но­го пове­де­ния. Напро­тив, сам­цы из муж­ских попу­ля­ций, где кон­ку­рен­ция меж­ду про­из­во­ди­те­ля­ми чрез­вы­чай­но силь­на, обра­ща­ют мало вни­ма­ния на собра­тьев по полу и пред­по­чи­та­ют тра­тить вре­мя и силы на поиск парт­нер­ши.

Сам­цы, про­шед­шие эво­лю­цию при избыт­ке самок, фак­ти­че­ски не раз­ли­ча­ют пол парт­не­ра. В поло­вине слу­ча­ев они под­хо­дят к сам­цу, в поло­вине — к сам­ке. Такое пове­де­ние нель­зя назвать выбо­ром. Кро­ме того, несколь­ко лет назад спе­ци­а­ли­сты из Уни­вер­си­те­та Тафт­са (США) пока­за­ли, что сам­цы T. castaneum не полу­ча­ют ника­ких репро­дук­тив­ных или соци­аль­ных пре­иму­ществ от одно­по­лых свя­зей [2]. Гомо­сек­су­аль­ный кон­такт не облег­ча­ет им после­ду­ю­ще­го спа­ри­ва­ния с сам­кой. Одна­ко в ходе таких кон­так­тов верх­ние сам­цы выде­ля­ют спер­ма­то­фор. Иссле­до­ва­те­ли пред­по­ло­жи­ли, что таким обра­зом жуки избав­ля­ют­ся от ста­рой спер­мы, но не про­ве­ри­ли эту гипо­те­зу.

Слав­ные пред­ста­ви­те­ли рода Tribolium не един­ствен­ные насе­ко­мые, прак­ти­ку­ю­щие гомо­сек­су­аль­ные кон­так­ты. И мно­го­чис­лен­ные наблю­де­ния пока­зы­ва­ют, что эти кон­так­ты могут все-таки повли­ять на при­спо­соб­лен­ность сам­цов. У бабо­чек, напри­мер, зна­чи­тель­ную часть одно­по­лых вза­и­мо­дей­ствий мож­но объ­яс­нить кон­ку­рен­ци­ей. Так, у восточ­ной пло­до­жор­ки Grapholita molesta сам­цы часто ста­ра­ют­ся всту­пить в кон­такт с тем, кто в это вре­мя уха­жи­ва­ет за сам­кой, т. е. про­сто откро­вен­но ему меша­ют. А у рога­то­го муч­но­го хру­ща­ка Gnatocerus cornutus самец, кото­рый во вре­мя кон­так­та был вни­зу, про­яв­ля­ет впо­след­ствии мень­шую агрес­сию и в насто­я­щем спа­ри­ва­нии менее успе­шен, чем «верх­ний» самец или жук, вооб­ще не имев­ший гомо­сек­су­аль­но­го опы­та.

В экс­пе­ри­мен­тах Гей­жа с кол­ле­га­ми часто­та одно­по­лых кон­так­тов у T. castaneum даже после эво­лю­ции в муж­ском сооб­ще­стве состав­ля­ет око­ло тре­ти. Зна­чит, для чего-то они все-таки нуж­ны? Иссле­до­ва­те­ли при­зна­ют, что их лабо­ра­тор­ные сооб­ще­ства отли­ча­ют­ся от при­род­ных плот­но­стью и эффек­тив­ным раз­ме­ром попу­ля­ции, да и выбор меж­ду дву­мя при­вя­зан­ны­ми жука­ми не похож на есте­ствен­ные отно­ше­ния с поло­вым парт­не­ром. Но в дру­гих усло­ви­ях труд­но опре­де­лить направ­ле­ние отбо­ра. И резуль­та­ты это­го экс­пе­ри­мен­та пока­зы­ва­ют, что гомо­сек­су­аль­ные кон­так­ты муч­ных хру­ща­ков — резуль­тат слу­чай­но­сти. В муке труд­но раз­ли­чить пол. Воз­мож­но, сам­цам, кото­рые обла­да­ют зна­чи­тель­ным репро­дук­тив­ным потен­ци­а­лом, про­ще овла­де­вать вся­ким встреч­ным без раз­бо­ра, чем упу­стить сам­ку. Метод проб и оши­бок ока­зы­ва­ет­ся энер­ге­ти­че­ски дешев­ле целе­на­прав­лен­но­го поис­ка. Так неопти­маль­ное, на пер­вый взгляд, пове­де­ние поз­во­ля­ет добить­ся репро­дук­тив­но­го успе­ха.

Ната­лья Рез­ник

1. Sales K., Trent T., Gardner J., Lumley A. J., Vasudeva R., Michalczyk Ł., Martin O. Y., Gage M. J. G. Experimental evolution with an insect model reveals that male homosexual behaviour occurs due to inaccurate mate choice /​/​ Animal Behaviour, 2018; 139: 51, doi: 10.1016/j.anbehav.2018.03.004.

2. Levan K. E., Fedina T. Y., Lewis S. M. Testing multiple hypotheses for the maintenance of male homosexual copulatory behaviour in flour beetles /​/​ Journal of Evolutionary Biology, 2009, 22(1), 60e70, doi: 10.1111/j.1420–9101.2008.01616.x.

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

Связанные статьи

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

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

 

6 комментариев

  • Сергей:

    Стран­но, что уче­ным вооб­ще при­шла в голо­вы мысль о тур­нир­ном пове­де­нии насе­ко­мых. Сколь­ко там, в ган­глии, ней­ро­нов (у жуков) – тыся­ча? Тут дай бог с шестью нога­ми да с кры­лья­мя-над­кры­лья­ми упра­вить­ся, най­ти пищу да потом­ство заве­сти. Где уж тут место для эсте­ти­ки, предубеж­де­ний, често­лю­бия (жучье­го)?

  • Любо­пыт­но. Хру­ща­ки, конеч­но, клас­си­че­ский объ­ект для таких работ, да и не толь­ко. Одна толь­ко струк­ту­ра ката­ли­ти­че­ской субъ­еди­ни­цы тело­ме­ра­зы чего сто­ит, сколь­ко лет все поль­зу­ют­ся дан­ны­ми по TERT имен­но для Tribolium castaneum, обсуж­дая рак и ста­ре­ние чело­ве­ка :-)

  • Владимир Осколков:

    Где вы там 100 жуков уви­де­ли? Там намно­го боль­ше.

  • Пал Палыч:

    Я не понял. Какой-то сек­сист­ский экс­пе­ри­мент. Опять всё зацик­лен­но­сти на мужи­ках. А как же жучи­хи-дамы? Поче­му они не спа­ри­ва­ют­ся подру­га с подру­гой?

    • Афонюшкин Василий:

      может тут дело в нестро­го­сти поло­во­го димор­физ­ма? Если поло­вой димор­физм слиш­ком чет­ко выра­жен у всех осо­бей, то при небла­го­при­ят­ных усло­ви­ях (в про­цес­се про­хож­де­ния буты­лоч­но­го гор­лыш­ка) попу­ля­ция может пол­но­стью поте­рять всех осо­бей одно­го пола..

      https://vk.com/public59689870?w=wall-59689870_440

Добавить комментарий

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

Недопустимы спам, оскорбления. Желательно подписываться реальным именем. Аватары - через gravatar.com