Как у птиц, так и у других видов пары могут столкнуться со значительными трудностями при размножении. Ученые из Института орнитологии им. Макса Планка в Зеевизене в ходе обширного анализа 23 000 яиц зебровых вьюрков показали, что бесплодие в основном связано с самцами, в то время как высокая смертность эмбрионов больше связана с самками. Инбридинг, возраст родителей и условия взросления на удивление мало повлияли на репродуктивные неудачи.
Зебровые зяблики - это маленькие певчие птицы, которые происходят из Австралии. Как колониальные зерноядные, их легко содержать в вольерах, а при благоприятных условиях они размножаются круглый год. Однако размножение происходит крайне неудачно: четверть яиц остается неоплодотворенной, а еще в четверти яиц зародыш погибает в начале развития. Поэтому исследователи из Института орнитологии им. Макса Планка в Зеевизене провели исследование потенциальных причин неудачного размножения.
Ученые отследили судьбу более 23 000 яиц. Они измеряли продолжительность жизни, продуктивность, бесплодие, смертность потомства и другие характеристики, связанные с приспособленностью, которые охватывали большинство фаз воспроизводства обоих полов. Факторы, которые, как ожидается, будут влиять на нарушение репродуктивной функции, такие как инбридинг, возраст родителей и взросление в неблагоприятных условиях, оказали незначительное влияние на репродуктивную функцию зебровых вьюрков. Это говорит о том, что люди удивительно устойчивы к плохим условиям и что причины должны лежать в другом месте.
Когда партнеры меняются местами для образования новых пар, становится ясно, что проблемы с фертильностью обычно остаются у самцов, а проблемы с эмбриональной смертностью – у самок. «Конечно, в обоих случаях сочетание пар также играет роль, - говорит Ифань Пей, аспирант Зеевизена, - потому что для формирования жизнеспособного эмбриона нужны гены как матери, так и отца».
Хотя конкретные причины бесплодия и гибели эмбрионов установить не удалось, исследователи показали, что репродуктивная недостаточность имеет поддающуюся измерению генетическую основу. Эти результаты несколько неожиданны, потому что естественный отбор должен отдавать предпочтение генетическим вариантам, оптимизирующим воспроизводство. Однако некоторые варианты генов, полезные для одного пола, могут быть невыгодными для другого. Действительно, результаты также показывают, что варианты генов, которые снижают мужскую фертильность, как правило, оказывают положительное влияние на репродуктивную функцию женщин - и наоборот. Этот эффект известен под техническим термином «полово-антагонистическая плейотропия» и может объяснить, почему такие генетические варианты могут сохраняться в популяции.
Многие гены влияют на репродуктивный успех зебровых амадин. Несмотря на развитие сложных геномных методов, по-прежнему трудно идентифицировать и изучать все генетические компоненты, не говоря уже о взаимодействии между этими генами и взаимодействии между генами и средой, в которой они экспрессируются. «По крайней мере, результаты исследования показали нам, где не стоит искать», - говорит Барт Кемпенайрс, директор департамента. «Кажущиеся очевидными генетические причины неудачной репродукции, такие как инбридинг, вносят гораздо меньший вклад, чем мы первоначально думали».
Вольфганг Форстмайер, руководивший исследованием, добавляет: «Сейчас мы концентрируем нашу работу на несколько загадочной хромосоме, которая существует только в зародышевой линии (клетки, формирующие яйцеклетку и сперму), но не в клетках тела. птиц. Из-за того, что трудно взять образцы репродуктивных органов живых животных, исследование причин затруднено. Но хромосома - главный кандидат на роль источника проблем».