У конкурирующих самцов рождаются дети-мутанты
Необходимость конкурировать за брачного партнёра делает потомство конкурентов генетически более разнообразным.
Исследователи из Уппсальского университета в экспериментах с четырёхпятнистыми зерновками выяснили, что если самцам этих жуков приходится конкурировать друг с другом за самок, то у их потомства будет много мутаций – заметно больше, чем у жуков, которые не конкурировали.
Конкуренция в данном случае происходила на уровне половых клеток: если вокруг самки зерновки много самцов, то она, скорее всего, будет спариваться с несколькими самцами. Чьи именно сперматозоиды оплодотворят самку, зависит от количества сперматозоидов, от их подвижности и т. д. Опыты ставили с самцами, которые жили поодиночке и которые жили группами – и тех, и других облучали радиоактивным излучением, чтобы в их ДНК появились дефекты. Затем самцам устраивали свидание с самками, и потом на протяжении нескольких поколений анализировали уровень мутаций в геноме потомства. В статье в Nature Ecology & Evolution говорится, что у потомства самцов-одиночек мутаций меньше, чем у тех, кто вынужден был конкурировать сперматозоидами.
Во всех живых клетках есть механизмы ремонта (репарации) ДНК, которые устраняют мутации, возникающие как по внешним причинам, вроде той же радиации, так и по внутренним, из-за ошибок ДНК-копирующих белков. Очевидно, организм самца в присутствии других самцов старался производить как можно больше половых клеток за счёт их качества – в ДНК сперматозоидов оставалось много дефектов. Правда, это не означало, что популяция с конкурирующими самцами в каждом следующем поколении чувствовала себя всё хуже и хуже: естественный отбор помогал настроить генетический портрет популяции так, чтобы новые поколения оставались жизнеспособными.
Полученные результаты позволяют решить один известный парадокс, связанный с половым отбором. Если самке приходится выбирать из коллектива претендентов, то наибольшим успехом пользуется самец с самой громкой песней, самым ярким оперением или самыми многочисленными и быстрыми сперматозоидами. Но в таком случае в каждом следующем поколении самцы будут всё больше и больше похожи друг на друга – и какой тогда у нас будет половой отбор? Иными словами, половой отбор должен уничтожить генетическое разнообразие среди самцов и самого себя. Но если всё происходит, как у зерновок, то есть при конкуренции за самку у самцов повышается уровень мутаций, то разнообразие среди них никуда не исчезнет, и самкам всё равно будет из чего выбирать.
Что до вредных мутаций, то от них спасает тот же половой отбор – мы как-то описывали эксперименты с другим жуком, мучным хрущаком, в которых удалось показать, что без конкуренции за брачного партнёра вредных мутаций в популяции со временем становится всё больше и больше.
