Половой отбор у жуков приводит к более быстрой эволюции новых видов, показывают долгосрочные эксперименты

от

Когда самцы вынуждены конкурировать за самок, новые виды формируются быстрее. Это было показано в новом исследовании, где учёные сравнили жуков, которым разрешено свободно спариваться, с группами того же вида, где конкуренция за спаривание была ограничена.

Эксперименты, которые продолжаются уже 40 лет и охватывают 200 поколений жуков в прямых линиях наследования, объясняют, насколько важен половой отбор для появления новых видов.

Как формируются виды

Виды образуются, когда существующие виды расходятся и становятся новыми. Сегодня исследователи могут отслеживать этот процесс расхождения непосредственно по ДНК видов. Но определить, какие именно биологические факторы и процессы приводят к формированию видов, оказалось сложной задачей.

Одним из предложенных процессов является половой отбор. Это форма естественного отбора, которая отдаёт предпочтение признакам, обеспечивающим конкурентное преимущество в размножении с особями того же пола, а не для выживания как такового. Например, самцы часто развивают яркие цвета, чтобы привлечь внимание, или оружие, чтобы сражаться с соперниками.

Половой отбор, как правило, сильнее в группах животных, где одна самка спаривается с несколькими разными самцами, что означает более сильную конкуренцию среди самцов за право оплодотворить их яйца. Половой отбор слабее там, где спаривание происходит только один раз, как у лебедей-шипунов и многих видов комаров.

Долгосрочное исследование

Исследовательская группа из университетов Уппсалы и Белграда успешно провела долгосрочное исследование на примере вида жуков — зернового долгоносика Acanthoscelides obtectus.

Сравнивая группы жуков, которым разрешено было свободно спариваться, с другими группами, где конкуренция за спаривание была ограничена в течение 200 поколений, учёные смогли наблюдать, что популяции развивались в разных направлениях. Исследование [опубликовано](https://academic.oup.com/evlett/advance-article/doi/10.1093/evlett/qraf045/8345052) в журнале Evolution Letters.

«Предыдущие исследования показали, что конкуренция между самцами играет важную роль в формировании новых видов. Уникальность нашего исследования заключается в том, что мы смогли подтвердить это с помощью экспериментов в лаборатории, которые проводятся с 1986 года», — говорит профессор экологии животных на кафедре экологии и генетики Уппсальского университета и старший автор исследования Горан Арнквист.

Хотя эволюция новых видов занимает больше времени, чем 200 поколений, учёные смогли чётко наблюдать признаки ранних стадий видообразования. Популяции, которые развивались в условиях сильного полового отбора, оказались гораздо более разными друг от друга — как генетически, так и по репродуктивным характеристикам. Они также развивались в разных направлениях более чем в два раза быстрее, когда половой отбор был сильным.

В 1986 году исследователи разделили большую популяцию этих жуков на две группы меньшего размера, где половина могла развиваться в условиях сильного полового отбора, а половина — в условиях слабого полового отбора в течение примерно 200 поколений в прямых линиях наследования.

В одной группе самки могли спариваться с несколькими разными самцами, что создавало сильный половой отбор. Во второй группе самкам разрешалось спариваться только один раз, что снижало конкуренцию между самцами.

Одним из выводов стало то, что самцы, которые развивались в условиях сильного полового отбора, были крупнее и спаривались чаще и дольше. Также были замечены изменения в белках, влияющих на то, какая сперма оплодотворяет яйцеклетки.

«У животных с внутренним оплодотворением самец не только передаёт сперму во время спаривания, но и сложный коктейль белков и пептидов. Этот коктейль имеет решающее значение для того, какая сперма оплодотворяет яйцеклетку. Мы заметили, что коктейль изменился больше у зернового долгоносика, который жил в условиях сильного полового отбора. Это также относится к рецепторам в организме самок», — говорит Арнквист.

Именно такие небольшие изменения в долгосрочной перспективе приводят к формированию новых видов. «Этот белковый коктейль, а также красивые перья или оперение, которые развиваются у самцов некоторых видов животных, — все эти характеристики связаны с репродуктивным успехом и могут привести к ускорению эволюции. 200 поколений — это недостаточно, но когда мы говорим о 20 000 или 200 000 поколениях, популяции могут стать настолько разными, что больше не смогут скрещиваться друг с другом», — отмечает Арнквист.

Среди насекомых и рыб, например, было замечено, что больше видов в группах этих животных, где самцы ярко окрашены или украшены различными способами, чем в группах, где полы выглядят более похоже, — говорит Арнквист.

Предоставлено Уппсальским университетом.

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте