Если уж спариваться с родственниками, то лучше с несколькими

Спаривание со многими самцами (полиандрия), характерное для самок большинства видов животных, представляет из себя эволюционную загадку, поскольку такое поведение влечет потери приспособленности (повышение риска быть съеденной хищником, энергетические потери, замедление перехода к откладыванию яиц или рождению детенышей) без очевидных преимуществ. Это отличает полиандрию от разборчивости на стадиях, предшествующих спариванию, где потери уравновешиваются повышением вероятности выбрать генетически качественного партнера. Одно из возможных объяснений повсеместной распространенности полиандрии было предложено в опубликованной в Science от 22 сентября статье ученых из Британии, Швейцарии и Испании.

Объектом исследования был красный мучной хрущак Tribolium castanedum, Гипотеза, которую проверяли исследователи, состояла в следующем. Если самка вынуждена спариваться с близкородственными самцами, повышается риск возникновения у потомства серьезных генетических дефектов. Дело в том, что каждая особь несет заметное количество испорченных генов. У особей, имеющих один нормальный и один испорченный вариант, дефект не проявляется, в то время как оплодотворенная яйцеклетка, получившая испорченные варианты от обоих родителей, не будет развиваться или разовьется в уродца. Гены с испорченными вариантами у каждой особи, вообще говоря, свои, поэтому при спаривании со случайным самцом вероятность получить два дефектных варианта какого-либо гена мала. У близкого же родственника гены с испорченными вариантами будут в значительной степени теми же самыми (скажем, у брата — половина, у двоюродного брата — одна восьмая), для каждого гена вероятность получения двух плохих вариантов равна, по второму закону Менделя, четверти, а для многих генов сразу вероятность получить хоть одну плохую пару приближается к единице. Если же самка спаривается с несколькими самцами, возникает возможность уже внутреннего выбора наиболее подходящих (точнее, наименее неподходящих) сперматозоидов, которым будет позволено оплодотворить яйцеклетки.

Красный мучной хрущак, как многие виды животных, испытывает резкие изменения численности, и нередки случаи, когда колонию составляют потомки одной самки-основательницы, спаривающиеся между собой. Чтобы имитировать такую ситуацию, исследователи взяли несколько самок и сделали их основательницами колоний, скрещивая потомство только внутри каждой линии. Как и ожидалось, члены таких колоний было существенно менее приспособленными, чем исходные жуки. Приспособленность потомков при множественном и единичном спаривании обычных самок не различалась (внимательный читатель заметит, что тут есть некоторое противоречие со сказанным выше — оно объясняется тем, что экспериментальные условия были существенно мягче природных, скажем отсутствовали хищники). Приспособленность же потомков самок из колоний близких родственников была существенно выше, если эти самки спаривались несколько раз.

Эти результаты поучительны, но они лишь подтверждают существующую теорию. Интересно же то, что отбор в колониях привел к накоплению доли самок, склонных к полиандрии. Было показано, что эта склонность определяется генетически, а проявляется как подавление поведенческих механизмов, благодаря которым самка сопротивляется попыткам повторного спаривания (уход от самца, перекатывание на спину, пассивное сопротивление путем убирания кончика брюшка под надкрылья и т.п.). Механизм же отбора прозрачен: коль скоро повторные спаривания увеличивают приспособленность, варианты генов, определяющих склонность к полиандрии, будут накапливаться, а их доля в колонии — увеличиваться.

М. Г.

MichaLczyk L, MiLLard AL, Martin OY, LumLey AJ, Emerson BC, Chapman T, Gage MJ., Inbreeding promotes femaLe promis cuity Science. 2011 Sep 23;333(6050)