Устойчивость к ДДТ превратила дрозофил в асексуалов

Изучение того, как развивается и распространяется устойчивость к инсектицидам, важна для понимания эволюции животных и разработки новых препаратов для уничтожения насекомых-вредителей. Согласно доминирующей гипотезе, подобный «иммунитет» должен негативно влиять на фенотип, например размеры тела, однако эта связь изучена недостаточно. Так, ряд работ указывают на то, что резистентность может ослаблять здоровье насекомых, тогда как другие, напротив, сообщают о положительной корреляции между признаками. Ряд публикаций, в свою очередь, выявили вариативность эффекта или его зависимость от пола особи.

В новом эксперименте сотрудники Эксетерского университета и Университета Восточной Англии проверили, как размеры тела влияют на конкурирующее поведение самцов дрозофил (Drosophila melanogaster) и устойчивость к ДДТ — запрещенному инсектициду, который может применяться для профилактики малярии. Согласно прошлым наблюдениям, признак связан с дополнительной активацией фермента — CYP6G1, который кодируется аллелями Cyp6g1. На первом этапе авторы вывели резистентных и нерезистентных мух с разными размерами тела, после чего попарно размещали самцов в полипропиленовом флаконе.

Модуляция размеров проводилась за счет изменения плотности популяции — личинок выращивали в количестве 25 или 100 в капельнице, а их оценка осуществлялась путем измерения длины грудного сегмента: к крупным относили самцов со значением более 1,07 миллиметра, к небольшим — менее 0,98 миллиметра. Затем к каждой паре добавляли самку. Результаты анализа показали, что самцы, нерезистентные к ДДТ, выиграли большинство поединков (120 из 187), а вероятность победы повышал размер тела. При этом обе группы воспроизводили весь репертуар ухаживаний, а на итог не влияла устойчивость самок.

Кроме того, резистентность к инсектициду увеличила продолжительность ухаживаний, снизила число спариваний и скорость вибрации крыльев. Также самцы с «иммунитетом» чаще, чем дикие особи, прекращали преследование самки на этапе ухаживаний. Дополнительно ученые оценили агрессивность подопытных насекомых. Согласно наблюдениям, более выраженным признак оказался у самцов, неустойчивых к ДДТ, причем тенденция не зависела от размеров тела и интенсивности действий. В 62 процентах случаев крупные резистентные самцы уступали самку небольшим и восприимчивым к препарату конкурентам.

По словам ученых, причина, по которой устойчивость к ДДТ уменьшала конкурирующее поведение, неясна. Предполагается, что аллели Cyp6g1 могут снижать привлекательность последних, например, за счет сокращения скорости вибрации крыльев или углеводородов на кутикуле. Любопытно, что на множество признаков, рассмотренных в работе, по-видимому, влияют разные формы одного гена. «Даже если остальной геном идентичен, гиперэкспрессия одного этого гена вызывает все эффекты. Так, он может делать самцов меньше, спокойнее и хуже в ухаживании», — сообщила соавтор исследования Нина Венделл (Nina Wedell).

Статья опубликована в журнале Behavior Genetics.