Моногамный инцест увеличил плодовитость клещей

Кин-отбор представляет собой вид селекции между родственными особями. Поскольку в этом случае потомство имеет идентичные по происхождению гены, теория кин-отбора часто используется для описания эволюции альтруизма. Предполагается, что первоначально жертвенное поведение направлено на близких родственников, однако у социальных животных, например сорок и горбатых китов, оно может распространяться на всех представителей своего и других видов. Существуют также альтернативные гипотезы, которые ставят эволюционную обусловленность альтруизма под сомнение и связывают его появление с экологическими факторами. Тем не менее, эмпирических данных о роли и возможностях кин-отбора недостаточно.

Чтобы проверить, как кин-отбор связан с выживаемостью особей и альтруизмом, ученые из Университета имени Адама Мицкевича в Познани провели эксперимент на корневом клеще (Rhizoglyphus robini). Общим критерием для оценки обоих факторов послужил уровень репродуктивности самок. Дело в том, что этот признак может модулироваться родственной селекцией и, кроме того, является потенциальной мишенью трагедии общин — ситуации, при которой высокая конкуренция между отдельными особями грозит истощением общих ресурсов. В случае самок на репродукцию могут влиять переэксплуатация источников питания, колебания продуктивности на фоне конкуренции, а также межполовые конфликты (моногамия снижает их риск). При положительном эффекте репродуктивность самок должна увеличиться, причем не только для родственных особей, но и для популяции.

В ходе работы авторы изолировали три экспериментальные (с сибсами) и три контрольные линии личинок R. robini и поместили их в пробирку с дрожжами. Пополнение пищевых запасов было организовано таким образом, чтобы стимулировать конкуренцию: объем дрожжей поддерживался на высоком уровне, но с ростом числа особей их остаточное качество ухудшалось. После взросления клещи спаривались в течение пяти дней, при этом самцы экспериментальных линий конкурировали с братьями за сестер. Затем самок (около 1000 особей) из каждой линии помещали в ампулы для кладки яиц и через два дня ученые в случайном порядке отбирали по 300 личинок для разведения новых, моногамных, линий. На этом этапе были образованы 100 моногамных пар на линию, 20 личинок каждой из которых использовались для разведения в течение 18 поколений (по девять от родственников и неродственников). Таким образом, число самок в каждом следующем поколении было пропорционально их репродуктивности в общей популяции. Причем на репродуктивность также влияли социальные взаимодействия внутри групп.

Анализ показал, что репродуктивность самок из линии, полученной с помощью кин-отбора, была выше, чем в контрольной. По словам авторов, это также связано с принудительной моногамией: она снизила количество межполовых конфликтов на фоне родственных связей. При этом разные морфы самцов (у R. robini они подразделяются на агрессивных «бронированных» и неагрессивных) влияли на показатель незначительно, а смертность в обеих группах была низкой. Это опровергает гипотезу о том, что присутствие агрессивных морф повышает уровень смертности самцов и самок, поскольку кин-отбор не препятствует их распространению.

Сексуальное поведение насекомых нередко помогает ученым выявлять любопытные закономерности. Ранее шведские исследователи пришли к выводу, что гомосексуализм может предоставлять жукам Callosobruchus maculatus эволюционные преимущества. Тогда как термиты склонны формировать однополые пары в ответ на экстремальные условия среды.