Важным фактором эволюции, по Дарвину, выступают условия среды, которые действуют через репродуктивную изоляцию. Она проявляется в ограничении обмена генами между родственными популяциями. Таким образом, естественный отбор работает по двум направлениям: фенотипическому (экология влияет на индивидуальные признаки) и видовому (изоляция модулирует состав таксонов). При этом эволюционный макроанализ предполагает рассмотрение селекции независимо от пола. Так, диморфизм рассматривается как внутривидовой параметр, а фенотипы изучаются без деления на самцов и самок. Между тем репродуктивные системы последних сильно отличаются и источники отбора для них могут варьироваться.
Чтобы выяснить, как естественный отбор связан с видообразованием с учетом пола, авторы новой работы проанализировали более чем 70 000 наблюдений о 112 видах лучеперых рыб из семейства Poeciliidae. Выбор был обусловлен большим объемом данных и чрезвычайно широким разнообразием признаков: в зависимости от вида, пецилиевые могут обеспечивать питание потомства за счет материнского организма (матротрофия) и желтка внутри яйцеклетки (лецитотрофия), демонстрировать сильное (ухаживания) и слабое (принуждение) предкопулятивное поведение. Эти параметры ученые сопоставили также с формой тела животных — она определяет локомоцию и в случае самцов, наряду с поведением, — предпочтения самок.
Результаты показали, что несмотря на сопоставимое количество адаптивных пиков и адаптационных сдвигов ландшафт приспособленности (соотношения между признаками и репродуктивным успехом) самок и самцов семейства значительно отличается. В частности, в 71 проценте случаев их адаптационные сдвиги не совпадали. Причем исключение пола из рассмотрения приводило к тому, что пики почти половины видов, а иногда целых родов, эволюционировали конвергентно (как разные животные). Так, эволюция фенотипа у самцов на практике происходила быстрее. По мнению ученых, это может объясняться как высокой интрасексуальной конкуренцией, так и морфой самок, репродуктивная система которых замедляет их развитие.
Последующее моделирование подтвердило, что форма тела самцов Poeciliidae определяется в большей степени половым, а самок — естественным отбором. Способ питания потомства с признаком, вопреки многим прошлым исследованиям, не коррелировал. Наиболее значимым механизмом репродуктивной изоляции в то же время оказалась не матротрофия, но физическая удаленность. Это соответствует наблюдениям, проведенным в микроэволюционном масштабе: в первую очередь видообразование обусловливает именно экология. Иными словами, с учетом пола фенотипическая изменчивость, драйвером которой выступает половой отбор, не объясняет диверсификацию, в отличие от отбора естественного.
Несмотря на методологические ограничения, авторы рассчитывают распространить подход на другие таксоны, поскольку классический порядок подобных исследований нередко ставит микро- и макроэволюционные процессы в противоречие. Стоит отметить, советский генетик Виген Геодакян развивал идеи о половой специфике эволюции еще в середине XX века. Его концепция прямо предполагает разные темпы отбора среди самцов и самок.
Статья опубликована в журнале Nature Ecology & Evolution.
О распространенных заблуждениях об эволюции смотрите в нашем видео.
Наука
Денис Стригун
