Распутство матерей идет на пользу потомству

Самец сумчатой мыши до начала гона (вверху) и сразу после его окончания — погибший от истощения. Фото из статьи М.П.Мошкина, Л.А.Герлинской, Р.Нагатоми «Запах, который не лжет» (Pdf, 1,8 Мб) из журнала «Наука из первых рук»

Австралийские биологи показали, что полиандрия (скрещивание самки со многими самцами) резко повышает жизнеспособность потомства у сумчатых мышей. Потомство самок, спарившихся с несколькими самцами, в среднем жило намного дольше по сравнению с детенышами тех самок, которые спарились только с одним самцом. Этот эффект объясняется тем, что в половых путях самки происходит отбор сперматозоидов, причем сперматозоиды с «лучшими» генами имеют больше шансов оплодотворить яйцеклетку.

Австралийские сумчатые мыши (Antechinus stuartii) — пожалуй, самые «сексуально озабоченные» звери на свете. В период гона каждая самка спаривается со многими самцами, а самец — со многими самками, причем каждый половой акт длится от 5 до 14 часов. Оргия продолжается до тех пор, пока все самцы в самом прямом смысле не умирают от истощения. После этого на некоторое время в популяции этого вида вообще не остается живых самцов — только беременные самки.

Австралийские зоологи решили, что сумчатые мыши могут стать хорошим модельным объектом для выяснения биологического смысла полиандрии. Этот термин обозначает широко распространенную в животном мире манеру поведения самок, которая состоит в том, что самка спаривается не с одним, а с несколькими самцами перед тем, как произвести потомство.

Ранее полиандрия изучалась в основном на насекомых. В ряде экспериментов было показано, что потомство самок, спарившихся с несколькими самцами, отличается более высокой средней продолжительностью жизни. Кроме того, оказалось, что если самка спаривается с самцами, состоящими с ней в различной степени родства, то наибольшие шансы оплодотворить яйцеклетку имеют сперматозоиды самых дальних родственников.

Механизм отбора конкурирующих сперматозоидов в половых путях самки пока точно не известен. В некоторых случаях, по-видимому, для этого задействуются средства иммунологического характера, позволяющие отличать «своих» от «чужих». У ряда видов большая часть сперматозоидов даже не пытается оплодотворить яйцеклетку, поскольку их функцией стала охота за «чужими» сперматозоидами (так называемые «спермовые войны»).

Для объяснения положительного эффекта, оказываемого полиандрией на здоровье потомства, обычно привлекают две гипотезы: 1) гипотезу «хороших генов» (выбираются те сперматозоиды, которые несут самые «качественные» гены, безотносительно к генетическим особенностям самки) и 2) гипотезу «подходящих генов» (выбираются сперматозоиды с генами, образующими наиболее благоприятное сочетание с генами данной самки). Эти две гипотезы не являются взаимоисключающими: при выборе сперматозоида могут учитываться одновременно оба параметра. Предпочтение «неродственных» сперматозоидов, выявленное у некоторых насекомых, хорошо объясняется в рамках второй гипотезы. На сумчатых мышах проверялась только первая гипотеза. Чтобы исключить «родственные» эффекты, экспериментаторы подбирали пары сумчатых мышей таким образом, чтобы избежать близкородственных скрещиваний.

В первой серии экспериментов удалось показать, что потомство тех самок сумчатых мышей, которые спарились с несколькими самцами, отличается повышенной жизнеспособностью по сравнению с детенышами самок, имевших только одного (случайно выбранного экспериментаторами) полового партнера. В первом случае наблюдалась и пониженная «детская смертность», и повышенная выживаемость уже выросших зверьков, которых ученые метили и отпускали на волю.

Чтобы проверить, можно ли объяснить эти результаты при помощи гипотезы «хороших генов», ученые поставили следующий эксперимент. Каждый самец спаривался последовательно с четырьмя самками. С первыми тремя из них спаривались также и другие самцы, а четвертую экспериментаторы лишали такой возможности. Затем проводился генетический анализ потомства первых трех самок, в ходе которого ученые выясняли, сперматозоиды каких самцов имели наибольший «успех». После этого продолжительность жизни потомства «четвертых» самок сопоставляли с «успешностью» сперматозоидов их единственного партнера. Выявилась четкая прямая корреляция: чем конкурентоспособнее сперматозоиды данного самца, тем дольше (в среднем) живет его потомство от любой самки. Таким образом, гипотеза «хороших генов» полностью подтвердилась. Авторы подчеркивают, что их результаты не противоречат и гипотезе «подходящих генов», просто эта гипотеза в их экспериментах не проверялась.

Сумчатые мыши, конечно, не самый типичный вид млекопитающих в отношении полового поведения, и не совсем ясно, можно ли эти результаты распространять на другие виды животных и на человека. По человеку экспериментальных данных такого рода нет и не предвидится (по вполне понятным причинам). Однако следует отметить, что у наших ближайших родственников шимпанзе полиандрия и «спермовые войны» — весьма типичное явление. Именно с этим приматологи связывают аномально большие размеры семенников шимпанзе (по сравнению, например, с гориллами, у которых практикуется гаремная система, и самки волей-неволей хранят верность своему «господину»). Что же до человека, то он по своим анатомическим и поведенческим параметрам явно ближе к шимпанзе, чем к гориллам.

Источник: Diana O. Fisher, Michael C. Double, Simon P. Blomberg, Michael D. Jennions, Andrew Cockburn. Post-mating sexual selection increases lifetime fitness of polyandrous females in the wild // Nature. 2006. V. 444. P. 89-92.

О механизмах оптимального выбора полового партнера см. также:
1) Видообразование — личное дело каждого, «Элементы», 15.02.2006.
2) А. В. Марков. Как отличить своих от чужих?

Александр Марков

Последние новости: Биология, Генетика, Александр Марков

24 мая Слуховая кора избирательно слышит то, к чему мы прислушиваемся

22 мая Ген, улучшающий память, заодно повышает и риск посттравматического стрессового растройства

19 мая Эволюция видов в сообществе идет не так, как в монокультуре

17 мая Самки рыб-чистильщиков ведут себя вежливее с незнакомцами, чем с давними приятелями

15 мая Обилие редких мутаций в генофонде человечества существенно превышает современные оценки

26 апреля Сегменты у насекомых развиваются по часам

25 апреля Злокачественные опухоли и их метастазы не только растут, но и активно изменяются независимо друг от друга

24 апреля Личинки губок видят нетрадиционным способом

23 апреля Искусственные полимеры могут хранить генетическую информацию

18 апреля Дрожжи занимаются сексом не от хорошей жизни

Астрономические наблюдения недели

Новости науки почтой (рассылка на Subscribe.ru):