Рубрики Работу половой отбор может привести к появлению животных, странных форм и украшений. Особенно интересным примером действия полового отбора гигантов спермы мух дрозофил. Его длина составляет несколько сантиметров, и это в 20 раз больше размера мухи. Такие колоссальные клетки требуют серьезных физиологических вложений, которые могут платить только при выборе женщины, это ее производитель. Конкурентов с многочисленными мелкими сперматозоидов будут впереди, если не безусловное выполнение этого условия. Ученые показали, как в этой ситуации сработали полового отбора.
Половой отбор, как известно, создает причудливые и удивительные формы животных. Если борьба между самцами идет за право оплодотворить самку, в дело идут любые сложные инструменты. Кроме классических примеров павлиньего хвоста стоит помнить, Жук-олень с подавляющим выростом на голове, ветвистые и мощные рога жвачных животных, яркую окраску тропических птиц, длинные хвосты из перьев Райских птиц, не говоря уже о выдающихся архитектурных навыков шалашников и иглобрюхов Torquigener albomaculosus (на видео самец иглобрюха строит свой фантастический слот). Но самый невероятный аксессуар, связанный с полового отбора, самцы имеют плодовых мух особи Дрозофилы. С них производятся самые большие из всех живых организмов, спермы, особенно, если соотнести с длиной тела. Так, У. ветвей, длина сперматозоидов достигает 5,8 см, что в 20 раз превышает длину тела самих мушек.
Аллометрия (чрезмерный рост), подвергающихся сексуальной выделения признаков мушки D. ветвей, и некоторые другие типы положительной аллометрией. Число рядом с именем функции-характеристика аллометрии; чем больше, тем быстрее растет сигнала с увеличением размеров туловища животного. Для дрозофил была рассчитана зависимость логарифма длины сперматозоида логарифма длины торакса мушки. Так, например, у павлинов смотрели, аналогично отношению между длиной очереди и масса тела (то, что дал значение 3,75), а также соотношение длины хвоста и длины ног (это дало 3,20). Данные все действия, виды, собранные в таблицы, дополнительный материал к данной статье. Рис. заголовок статьи в Nature
Любой человек, «Декор», призванное привлечь внимание дамы, не бесплатное: приобретение самец тратит изрядное количество физиологических ресурсов. Как расходы могут позволить себе только здоровые и сильные особи. Можно представить, как дорого самцу дрозофилы их колоссальные сперматозоидов: вес яичек у дрозофил составляет более 10% от общего веса тела.
В то же время, нельзя забывать, что в условиях свободного спаривания прямая конкуренция за самок между самцами идет в районе спермовых войн (см.: Sperm Wars), когда за право оплодотворения конкурируют уже не самцы, и его сперма (см.: взаимопомощь среди сперматозоидов основана на семейственности, «Элементы», 29.01.2010). В этом случае, зарабатывают больше многих солдат, и выбор, как правило, поддерживает самцов, которые могут производить наибольшее количество маленьких и дешевых сперматозоидов. Дрозофилы, без сомнения, практикуют свободу спаривания, и имеют место спермовые войны (M. K. Manier et al., 2010. Resolving Mechanisms of Competitive Ы Success in Дрозофилы melanogaster). Таким образом, в теории полового отбора должна привести к образованию большого числа мелких сперматозоидов, и не маленьких гигантов. Как в этом случае сработал полового отбора, предоставляя результат, противоречащий теории?
Этим вопросом занялась группа ученых биологического факультета университета Сиракуз (США). Они поставили ряд экспериментов, в которых удалось разгадать эту загадку. Идем, мы показали, что размер сперматозоидов, является четко наследуемым признаком. Затем он измерил длину семяприемников самки (в период ухаживания и спаривания семяприемники хорошо видны, и, похоже, просторная светлая пробка). Набор различных видов дрозофил стало ясно, высокая положительная корреляция между длиной семяприемника и длина сперматозоидов: чем длиннее семяприемник самки того или иного вида, более длинный спермы у самцов. Это означает, что самки, увеличивая размеры семяприемника, что руководствовались в выборе в сторону увеличения длины сперматозоидов. Чтобы выбор был застрелен в этом смысле, самки и их потомки должны получать серьезную прибыль, не крупные, не мелкие сперматозоидов. Это был ключевой вопрос исследования: какие преимущества получает женщина?
Длина сперматозоидов различных видов дрозофил (Ари — D. arizonae, Мнеl — D. melanogaster, ВИР — D. virilis, Lum — D. lummei, Eoh — D. eohydei, Hyd — D. hydei, БИФ — D. вилки; на горизонтальной оси отложен логарифм длина сперматозоида) и показатели репродуктивного успеха самцов. Репродуктивный успех выражается как зависимость от числа потомков самцов, их вес. График из обсуждаемой статьи в Nature
В следующей серии экспериментов, ученые рассмотрели, как вес самца, и, следовательно, их физиологические данные, связанные с репродуктивный успех, то есть количество потомков. В результате для каждого из семи видов дрозофил получено фактор репродуктивного здоровья. А потом свели все факторы вместе, создают новую корреляции зависимости репродуктивного здоровья от длины сперматозоидов. Оказалось, чем длиннее сперматозоидов, тем выше вероятность стать отцом.
Самкам, естественно, более выгодно иметь потомство от физиологически здоровых людей, слабых, самцов. Из-за их половых органов изменились в ходе эволюции таким образом, чтобы получить лучшее качество материала для оплодотворения, то есть, крупные сперматозоиды.
Общая схема всех этапов отбора представлена следующим. Свободное спаривание предполагает начало спермовых войн, в которых имеют преимущество, многочисленные небольшие и дешевые сперматозоидов. Самкам, важно получить лучшее качество сперматозоидов, так что выбор способствовал появлению у них длинные семяприемников. В результате, таким самкам стали прибыль для оплодотворения только Удлиненные сперматозоидов, и чем длиннее, тем лучше. Таким образом, по мере увеличения длины семяприемника маленьких сперматозоидов и, таким образом, производители выбывали из игры, причем только те, которые производят дорогие, но крупные спермии. И в виду того, что самки дрозофил с большими семяприемниками спаривания становятся все более частыми, более слабые самцы просто не имеют времени, чтобы производить нужное количество длинных сперматозоидов и они теряют более сильных конкурентов.
Таким образом, Номинальная стоимость самки адрес выбор перевесило то, что первоначально задается логика спермовых войн.
Источник: Стефан Lüpold, Молли К. Manier, Налини Puniamoorthy, Кристофер Schoff, William T. Starmer, Шеннон H. Buckley Luepold, John M. Белот, Scott Pitnick. How sexual selection can drive the evolution of costly sperm ornamentation // Nature. В 2016 году. DOI: 10.1038/nature18005.
Елена Наймарк