Парфюм для генов

Море и Гомер движутся любо­вью, эволюция — половым отбором. Наиболее привле­кательные для самок самцы могут усилить свой репродуктивный успех, а самки улучшают качество потомства, выбирая партнеров с хорошими ге­нами. Возможность выбора — вели­кое благо, но вместе с тем и большой риск. Ведь обычно самка сравнива­ет партнеров по косвенным призна­кам, например по размеру рогов или качеству гнезда, и может ошибиться. Но есть среди животных виды, в ко­торых конкуренция и выбор генов происходят практически в чистом виде: самцы оставляют сперму в до­ступном месте, самки ее используют или отвергают, но при этом не видят производителя.

К видам, распространяющим поло­вые продукты подобным образом, от­носятся коллемболы Orchesellacincta, крошечные членистоногие, обитаю­щие в подстилке почвы. Эти суще­ства привлекли внимание сотруд­ников Амстердамского университета (VU University Amsterdam) под руко­водством профессора Яцинты Эллерс (Jacintha EUers), которых заин­тересовало, чем руководствуются самки коллембол, выбирая матери­ал для оплодотворения среди боль­шого количества образцов. Оказа­лось, что условиями, в которых этот образец был оставлен.

Ученые работали с коллемболами, которых разводили в лаборато­рии. Период половой зрелости у сам­цов в лабораторных условиях длится пять дней. В это время они оставляют капельки спермы (сперматофоры) и переживают одну линьку. Хотя в пря­мую борьбу с соперниками самцы Orchesella не вступают, чужие спер­матофоры могут испортить или даже сожрать. Там, где живут коллембо­лы, сперматофоры рассеяны густо, но самка берет только один. Исследователей интересовало, зависит ли количество сперматофоров, оставля­емых самцом, от присутствия конкурентов, и делают ли самки выбор или берут первый попавшийся образец.

На первом этапе они наблюдали за 71 самцом и подсчитывали, сколько сперматофоров каждый из них оста­вит до линьки. Оказалось, что число капелек варьирует от 238 до 7. По­сле линьки самцов разделили на три группы. Каждого помещали в пласти­ковую чашку диаметром 5 см, раз­деленную на две части мелкой сет­кой. В одной ее половинке самец Orchesella откладывал свои сперма­тофоры, другая половина была пуста или там присутствовал другой самец, либо взрослый, но еще не достигший половой зрелости, либо вполне поло­возрелый. Сквозь сетку соседи друг друга не видели, но осязали. Оказа­лось, что самцы, которые откладывали сперматофоры рядом с соперни­ком, неважно, половозрелый он был или нет, существенно сокращали их количество по сравнению с первой кладкой. В контрольной группе раз­ницы между первым и вторым ра­зом практически не было.

Затем настала очередь самок де­лать выбор. Их по одиночке поме­щали в чашку, на одной половине которой были два сперматофора кон­трольных самцов, а на другой — два сперматофора, отложенные в при­сутствии соперника. Самке отводи­ли на выбор 15 минут, за это время определились 24 коллемболы из 40, из них только 6 предпочли сперматофор контрольных самцов, остальные выбрали половые продукты, произ­веденные в условиях конкуренции.

То, что подопытные коллемболы не обращают внимания на половую зрелость соседа, вполне объяснимо: самцы Orchesella, взрослые, но еще не способные отложить собственные сперматофоры, уже вовсю портят чу­жие. Удивительнее, что в условиях конкуренции самцы не увеличива­ют количество эякулята (пусть со­перник подавится!), а сокращают его. Что касается других видов, то обычно в условиях конкуренции самцы уве­личивают продукцию спермы, боль­шинство грызунов, например, так и поступает, но домовые мыши, напро­тив, уменьшают объем эякулята, что­бы управиться как можно быстрее.

Хотя в присутствии соперников коллемболы Orchesella продуцируют меньше сперматофоров, они умудря­ются сделать их более привлекатель­ными для самок. Очевидно, сперма­тофоры имеют отчетливые маркеры, свидетельствующие об ожидаемых преимуществах. На основании на­блюдений, которые они не описыва­ют, исследователи предположили, что самки выбирают по запаху.

Самцы в состоянии синтезировать букет феромонов, который меняет­ся в зависимости от ситуации. Но в условиях, когда плотность сперма­тофоров высока, самке сложно со­отнести определенный запах с кон­кретной капелькой. В таком случае предпочтительнее, чтобы сигнал был более сильным, но его синтез, воз­можно, стоит «дороже». Поэтому со­кращение количества сперматофо­ров — оптимизирующая стратегия. Снабдить относительно небольшое количество половых продуктов при­влекательной меткой самцам по си­лам. Они предпочитают побеждать не числом, а качеством.

Исследователи пришли к выводу, что самцы Orchesella делают свои гены привлекательными для сам­ки, меняя химическую метку в за­висимости от уровня конкуренции. Это предварительный вывод, метку еще надо характеризовать. Возмож­но, самки осуществляют свой выбор подобным образом в более широ­ком круге таксонов.

1. Z.V. Zizzari, N.M. van Straalen, J.Ellers. Male-male competition leads to less abundant but more attractive sperm, Biol. Lett 9: 20130762 (2013)