В №16N и №17N ТрВ прошлого года мы обсуждали проблему ленивых самцов: зачем нужны самцы, не заботящиеся о потомстве, да тем более в большом количестве? Сегодня этот вопрос мы обсудим с точки зрения соотношения полов в потомстве.
Напомню, что проблема возникает из-за неравномерного вклада энергии в потомство: самцы способны продуцировать миллионы мелких сперматозоидов, тогда как самки способны производить лишь небольшое число яйцеклеток. Исходя из столь разных возможностей полов, казалось бы, что каждому виду полезно иметь лишь небольшое число самцов, которые оплодотворяли бы всех самок. Действительно, зачем содержать много самцов, если их работу могут выполнить 1-2? А ведь каждый самец ест пищу, занимает место. Он, таким образом, конкурирует с нормальными, честными представителями вида — самками, с теми, кто рождает детей и заботится о них. Удивительно, но с нашей логикой соглашается только небольшое число организмов, в числе которых паразитический наездник Na-sonia vitripennis, о котором мы и побеседуем сегодня.
N. vitripennis откладывает свои яйца в куколки двукрылых насекомых (комары, мухи). Из яиц вылупляются личинки и начинают расти, поедая внутренние ткани куколки изнутри. Наевшись и увеличившись в размерах, личинки наездника вылезают на поверхность хозяйской куколки, сами окукливаются и превращаются в зрелых насекомых — самцов и самок наездников. Самцы оплодотворяют самок, и последние разлетаются в поисках новых комариных куколок, а самцы остаются, поскольку не умеют летать.
Любой самке наездника, откладывающей свои яйца в куколку комара, выгодно максимизировать число детей, внуков и правнуков, несущих её гены. Поскольку вылупившиеся из яиц самцы смогут оплодотворить лишь тех самок, которые окажутся поблизости (то есть, скорее всего, тех самок, которые вылупились из этой же куколки комара), то на числе самцов в кладке можно сэкономить, позволяя самкам съесть еду, предназначенную для сам-
положенных комариных куколок. При таком жизненном цикле эволюция соотношения полов в потомстве наездников зажата в пределах одной кладки внутри одной комариной куколки.
Свобода спаривания, существующая у подавляющего числа самцов других видов, принципиальным образом меняет соотношение полов в потомстве. Давайте представим, что самцы наездников вырастили себе крылья и, таким образом, смогли оплодотворять не только самок из своей комариной куколки, но находить и другие заражённые куколки и оплодотворять там самок тоже. Поскольку самцов в популяции наездников на первом этапе мало, каждый самец сможет оплодотворить несколько самок и, таким образом, самцы эффективнее самок передадут свои гены (у самца в среднем будет больше детей, чем у самки). В данной ситуации каждой самке, желающей максимизировать число потомков, несущих её гены, выгодно увеличить долю самцов в кладке, чтобы самцы эффективно распространяли её гены, оплодотворяя других самок. Таким образом, доля самцов плавно увеличится и достигает 50%.
А что если доля самцов станет больше, чем доля самок?
цов. Так и поступает N. vitripennis: доля самцов в их кладках сильно меньше, чем доля самок, в результате чего число оплодотворённых самок с каждой куколки комара становится максимальным. Такое неравномерное соотношение полов в потомстве наездника поддерживается лишь благодаря тому, что самцы не умеют летать и, следовательно, не могут оплодотворять самок из других, далеко рас-
гичное предположение о том, что самцов должно быть мало, работает только в условиях отсутствия свободы спаривания, как в жизненном цикле наездников.
Интересно, что увеличение доли самцов в кладке N. vitripennis происходит в случае, когда самка наездника откладывает яйца в комариную куколку, в которой уже есть яйца другой самки. В этом случае вторая самка производит дополнительное число самцов, которые, во-первых, смогут оплодотворить самок из чужой кладки, а во-вторых, уменьшат вероятность того, что родные дочки второй самки будут оплодотворены самцами из чужой кладки.
Другими словами, доля самцов в потомстве увеличивается, когда вероятность распространения генов посредством самцов увеличивается, и эта доля стремится к 50%, если вероятности переноса генов посредством самки и самца одинаковы.
Константин Попадьин
По материалам статьи:
Shuker et al. 2006. Sex ratios under asymmetrical local mate competition in the parasitoid wasp Nasonia vitripennis. Behavioral Ecology. 17:345-352.
Фото c сайта: http://west-group.biology.ed.ac.uk/BartP/ Bart/Nasonia_black.JPG