Новости искусства

Деятельность половой отбор может привести к появлению животных, самых причудливых форм и орнаментов. Особенно интересным примером действия полового отбора гигантский сперма мушек дрозофил. Их длина составляет несколько сантиметров, а это в 20 раз больше размеры, тем больше мух. Такие огромные клетки требует серьезных физиологических вложений, которые могут окупиться только при условии, чтобы выбрать самку, именно производителя. Конкуренты, с многочисленными мелкими сперматозоидами было бы прийти, если бы не было безусловного выполнения этого условия. Ученые доказали, что в этой ситуации вызвало половой отбор.

Половой отбор, как вы знаете, создает странные и удивительные формы животных. Если борьба между самцами идет за право оплодотворить женщину, в дело идут любые изощренные средства. Кроме того, классический пример павлиньего хвоста стоит помнить жука-оленя с непомерной выростом на голове, разветвленных и мощных рогов у жвачных, цвета ярких тропических птиц, длинные хвостовые перья птиц райских, не говоря уже о великих способностях шалашников и иглобрюхов Torquigener albomaculosus (видео самец иглобрюха строит свои фантастические гнезда). Но самое невероятное сцепление, связанных с органами, сбора, самцы плодовых мушек типа Дрозофилы. Они самые большие из всех живых организмов спермы, особенно, если соотнести их с длиной тела. Таким образом, в D. bifurca длина сперматозоидов добраться до 5,8 см, в 20 раз превышающее длину ее тела самих мушек.

Аллометрия (непропорциональный рост) подвергается пола выбрать признаки мушек D. bifurca и некоторые другие типы положительной аллометрией. Число рядом с именем элемента — функции аллометрии; чем они крупнее, тем быстрее увеличивается признак того, с ростом размера туловища животного. Для дрозофил вычислялась зависимость логарифма длины спермы от логарифма длина торакса мушки. Но, например, павлины, забыли, аналогичные связи между длиной хвоста и массы тела (это дало размере 3,75), а также на отношения между длиной хвоста и длиной ног (это дало 3,20). Данные по все эти виды собраны в таблицы, дополнительные материалы к статье. Рисунок обсуждали статью в Nature

Любой мужской «декор», призванный привлечь внимание дамы, не дается даром: при покупке мужского пола тратит огромное количество ресурсов, физиологические. Эти расходы могут себе позволить только здоровые и сильные особи. Вы можете себе представить, как дорого стоит самцу дрозофилы его огромный сперматозоидов: вес яички дрозофил составляет более 10% от общей массы тела.

В то же время, не следует забывать, что, в условиях свободной ассоциации прямой конкуренции за самок между самцами идет в зоне спермовых войн (см.: Sperm Wars), когда за право оплодотворения конкурируют уже не вас, мужчины, а сперматозоиды (см.: взаимопомощь среди сперматозоидов основана на семейственности, «Элементы», 29.01.2010). В этом случае, игроки с наиболее многочисленные воины, и выбор, как правило, принимают те мужчины, которые могут работать самое большое количество малых и дешевые сперматозоидов. Дрозофилы, безусловно, практика свободной ассоциации, и на их место спермовые войны (M. K. Manier et al., 2010. Решает Mechanisms of Конкурентоспособной Fertilization Success in Дрозофилы melanogaster). Таким образом, теоретически, половой отбор, должны привести к образованию большого количества мелких сперматозоидов, но не меньше гигантов. Как в этом случае работает половой отбор, выдача результата, противоречит теории?

Этот вопрос взяла на себя группа ученых с биологического факультета Сиракузского университета (США). Они поставили ряд экспериментов, в ходе которых удалось разгадать эту загадку. Во-первых, они показали, что размер сперматозоидов, является четко наследуемым признаком. Затем они измерили длину семяприемников у женщин (во время ухаживания и спаривания семяприемники становятся видимыми и показать, как широко открыл тюбик). Для агрегатов различных типов дрозофил показали высокую положительную корреляцию между длиной семяприемника и длиной сперматозоидов: чем длиннее семяприемник у женщин или другого типа, тем больше сперматозоидов у мужчин. Это означает, что женщины, увеличивая размеры семяприемника, направлял отбор в сторону увеличения длины сперматозоидов. Для выбора работал в этом направлении, самки и детеныши их будут получать какие-то серьезные выгоды, именно большие, не меньше сперматозоидов. Это стало ключевой вопрос исследования: какие преимущества получают женщины?

Длина сперматозоидов у различных видов дрозофил (Ари — D. arizonae, Mel — D. melanogaster, Вир — D. virilis, Лам — D. lummei, Eoh — D. eohydei, Hyd — D. hydei, Bif — D. bifurca; по горизонтальной оси отложен логарифм длина сперматозоида) и соответствующие показатели репродуктивного успеха самцов. Репродуктивный успех выражается в зависимости от числа потомков мужского веса. Программу обсуждали статью в Nature

В следующей серии экспериментов, ученые рассмотрели, как вес мужчины, а, следовательно, и физиологических данных, связанных с репродуктивным успехом, то есть количество потомков. В результате, для каждого из семи видов дрозофил получили коэффициент репродуктивного здоровья. И затем уничтожили все полученные коэффициенты вместе, построив новую корреляция — зависимость репродуктивного здоровья и длины сперматозоидов. Оказалось, больше спермы, тем выше вероятность стать отцом.

Женщины, естественно, более выгодно иметь потомство от физиологически здоровых лиц, чем малых, слабых самцов. Для того, чтобы их половые органы изменились в ходе эволюции таким образом, для получения наиболее качественных материалов для оплодотворения, то есть большие спермы.

Общая схема действий, выбор состоит в следующем. Свободное объединение предполагает начало спермовых войн, в которых преимущество имеют многочисленные мелкие и дешевые спермы. Самки в этом случае, важно, чтобы получить лучшее качество сперматозоидов, поэтому отбор способствовал появлению ее длинные семяприемников. Таким образом, в результате самки стали пригодности для оплодотворения только удлиненные спермы, и чем больше, тем лучше. Таким образом, по мере увеличения длины семяприемника малых спермы и, соответственно, их производители — выбывали из игры, остались только те, которые производят дорогие, но большие спермии. И, потому, что у самок дрозофил больших семяприемниками спаривания происходят чаще, слабее мужчины просто не имеют времени, чтобы производить нужное количество длинных сперматозоидов и они теряют все сильнее конкурентов.

Таким образом, ссылка самок направление выбрать, чтобы компенсировать то, что было изначально определено логики спермовых войн.

Источник: Стефан Lüpold, Молли К. Manier, Nalini Puniamoorthy, Кристофер Schoff, William T. Starmer, Шеннон Бакли Luepold, John M. Belote, Scott Pitnick. How sexual selection can drive the evolution of costly sperm ornamentation // Природа. 2016. DOI: 10.1038/nature18005.

Елена Наймарк