Конкуренция между самцами позволяет самкам оставлять нужное количество потомства, а популяции в целом — быстро избавляться от вредных мутаций.
Спаривающиеся жуки Callosobruchus maculatus / ©Mareike Koppik
Казалось бы, рождение самцов — особенно у животных, отцы у которых не участвуют в заботе о потомстве — пустое расходование ресурсов биологического вида. Если бы все были поголовно самками и непрерывно бесполо размножались, численность могла бы расти намного быстрее. Однако половое размножение необходимо для поддержания здоровья и разнообразия генома, без чего он быстро накопит мутации и повреждения. Все это приведет к снижению жизнеспособности и в конце концов общему вымиранию.
Однако каждый самец теоретически может оплодотворить огромное число самок. Почему же в популяции они, как правило, довольно многочисленны? Считается, что это — вместе с высокой конкуренцией самцов за возможность спариться и размножаться — позволяет избавляться от вредных мутаций и сохранить полезные, снижая генетическое давление на самок, которые служат главными производителями потомства. Авторы новой статьи, опубликованной в журнале Evolution Letters, продемонстрировали работу этого механизма в лабораторном эксперименте.
Карл Гришоп (Karl Grieshop) и его коллеги из канадского Университета Торонто вывели 16 отдельных линий жуков-зерновок (Callosobruchus maculatus). На протяжении нескольких поколений близкородственного скрещивания в ДНК насекомых накопились неблагоприятные мутации. Их влияние на состояние животных оценивали, сравнивая с первым гетерозисным поколением — жуками, полученными при скрещивании линий друг с другом, жизнеспособность которых увеличена вследствие высокого генетического разнообразия.
Работа показала, что груз мутаций внутри линий одинаково снижал жизнеспособность как самцов, так и самок. Однако в гетерозисных жуках эти эффекты у самцов проявлялись заметнее. Это позволяет действовать половому отбору: за счет высокой конкуренции между самцами носители негативных мутаций получают меньше шансов на размножение, и такие гены элиминируются из популяции. При этом приспособленность самок позволяет оставить потомство большинству из них, невзирая на «дурную наследственность».
Таким образом, наличие достаточного числа самцов помогает быстро избавляться от груза мутаций и при этом не терять производителей-самок и не снижать общую численность популяции. «Прежние работы нашей группы и других уже демонстрировали этот эффект для искусственно вызванных мутаций, — сказал Карл Гришоп, — но теперь получено первое прямое доказательство, что то же верно для естественно возникающих генетических вариантов».
