Во время спаривания и самцы, и самки иногда вырабатывают творческие стратегии, преследуя свои интересы. Исследователи из Мюнстера (Германия) и Лозанны (Швейцария) выяснили: самцы мух манипулируют своими партнерами в первую очередь для того, чтобы повысить собственные шансы в репродуктивной конкуренции. Исследование было опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Фундаментальный биологический процесс воспроизводства может сильно различаться от вида к виду животных. И самцы, и самки иногда вырабатывают творческие стратегии, преследуя свои интересы в этих брачных взаимодействиях. Это довольно давно изучается на мелких видах, таких как плодовая мушка Drosophila melanogaster, у которых самка получает белки через семенную жидкость самца - что после фактического спаривания приводит к радикальным изменениям в ее поведении и в процессах, происходящих внутри ее тело. Белки повышают ее активность, снижают сексуальную восприимчивость и стимулируют иммунную систему.
Давно известно, что такие процессы не всегда выгодны для обоих полов. Исследователи из Мюнстера (Германия) и Лозанны (Швейцария) теперь более подробно рассмотрели, какие механизмы изменяются эволюционно, если между полами нет конфликта интересов, т. е. устраняется конкуренция между самцами. Результат: самцы мух производят меньше белков в своей семенной жидкости, что меняет поведение самок. Это означает, что самцы мух в основном манипулируют своими партнерами, чтобы повысить собственные шансы в репродуктивной конкуренции - в качестве побочного эффекта самки часто имеют недостатки в здоровье. «Настоящим исследованием мы подтверждаем теорию, которая существовала долгое время», - говорит биолог-эволюционист Клаудия Фрике, руководитель исследовательской группы Мюнстерского университета. Исследование было опубликовано в журнале PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences).
Предыстория и методы:
Чтобы определить, в какой степени разные интересы, преследуемые представителями каждого пола, играют роль в эволюции плодовых мушек, исследователи устроили так, чтобы отдельные пары мух жили моногамно на протяжении многих поколений, что противоречит их обычному образу жизни. воспроизводства. Только один самец и одна самка спаривались друг с другом, что исключало любую возможность антагонистических взаимодействий между потенциальными партнерами. Самец получил столько потомства, сколько самка могла отложить яйца. Во второй группе пять самцов и пять самок свободно спаривались друг с другом. Этот совершенно нормальный для этих насекомых полигамный образ жизни естественным образом создавал конкуренцию - как между самцами, так и между самками, с возможностью антагонистических взаимодействий. Однако общая численность населения в обеих группах была одинаковой.
После 150 поколений и десяти лет полового отбора исследователи сравнили поведение и физиологию мух в каждой группе. Они обнаружили, что в первые дни после оплодотворения полигамные самки откладывают яиц на треть больше, чем те мухи, которые спаривались в среде, содержащей только одного партнера для спаривания. Кроме того, самки, спарившиеся с полигамным самцом, были заметно более беспокойными, что видно из записей движений. Оба являются факторами, на которые влияет получение этих белков мужской семенной жидкости.
Почему это выгодно мужчине? Поскольку самки мух способны хранить сперму нескольких партнеров и использовать ее более недели для оплодотворения своих яйцеклеток, первый самец, с которым спаривается самка, делает все, чтобы она как можно быстрее отложила как можно больше яиц и не воспроизводится с другими. Это раннее вложение наносит ущерб самке, которой не рекомендуется экономить свою энергию и производить потомство в течение более длительного периода времени. Это также было показано в исследовании: «Самки, которые были с полигамными самцами, умирали в два раза чаще - в течение нескольких часов после спаривания - чем самки в моногамных отношениях», - говорит Лоран Келлер из Лозаннского университета, принимавший участие в исследовании. учится у своего коллеги Брайана Холлиса.
На следующем этапе ученые считывали экспрессию генов самок плодовых мушек после спаривания. В брюшной полости и мозге самки - то есть в структурах, отвечающих за размножение и любые изменения в поведении, - исследователи измерили экспрессию генов, важных для размножения. Они обнаружили, что эти гены гораздо меньше выражены у самок, живших моногамно.
Это соответствовало тому, что они обнаружили у мужчин. Без какой-либо конкуренции у моногамных самцов была более низкая экспрессия генов, кодирующих белки семенной жидкости самцов, с помощью которых можно манипулировать самками после спаривания.
В последующих исследованиях исследователи надеются определить дополнительные гены, которые играют роль в этом процессе как у самок, так и у самцов плодовых мушек. Общие принципы их наблюдения также могут быть перенесены на другие виды насекомых с аналогичной системой спаривания.