Александр Марков - Перспективы отбора. От зеленых пеночек и бессмысленного усложнения до голых землекопов и мутирующего человечества

Половую избирательность самок оценивали следующим образом. Самку сажали в большой отсек подразделенного на три части аквариума, а двух самцов — привлекательного (ярко окрашенного) и непривлекательного (тусклого) — в два маленьких отсека. После этого подсчитывали время, проведенное самкой рядом с каждым из самцов. Это более или менее стандартный способ оценивать половые предпочтения у рыб. Пары самцов, которых предлагали самкам на выбор, подбирались очень тщательно и обдуманно. Два самца должны были быть сходными по размеру, но контрастными по окраске. Для этого шестьдесят самцов обмерили и сфотографировали с обоих боков. По фотографиям измерили площадь ярких пятен: черных, оранжевых и переливчатых. На основе этих данных выбрали восемь самых ярких самцов и столько же самых тусклых. Наконец, шестнадцать отобранных самцов по размеру разделили на восемь пар.

Оказалось, что умные самки, как и самки дикого типа (не подвергавшиеся искусственному отбору), явно предпочитают ярких самцов, в то время как глупые самки этого не делают. Между умными и контрольными самками различий не обнаружилось, но обе эти группы достоверно отличались по своему поведению от группы глупых самок.

Этот результат нельзя объяснить пониженной половой активностью глупых самок, поскольку она у них не понижена. Они проводили рядом с самцами в общей сложности не меньше времени, чем умные и контрольные самки. Более того, глупые самки не плавали беспорядочно от одного самца к другому, а все-таки выбирали одного и крутились в основном перед ним. В этом отношении они не отличались от умных и контрольных самок. Разница состояла лишь в том, что глупые самки делали свой выбор наугад, не обращая внимания на яркость самца, тогда как умные и контрольные самки почти всегда выбирали более красивого партнера. Можно, конечно, предположить, что глупые самки выбирали самцов не по окраске, а по какому-то другому, незаметному для экспериментаторов признаку, но исследователи считают это маловероятным.

Может быть, самки с маленьким мозгом хуже различают цвета — и поэтому им труднее отличить ярко окрашенного самца от тусклого? Чтобы это проверить, провели два дополнительных эксперимента. Во-первых, сравнили уровни экспрессии генов, кодирующих опсины — светочувствительные белки, от которых зависит цветовое восприятие. Различий между тремя группами самок не обнаружилось. У самцов рисунок экспрессии этих генов другой, что было известно и раньше и, предположительно, связано с тем, что самцам не нужно так тонко разбираться в нюансах окраски партнерш.

Во-вторых, рыбок протестировали на способность различать цвета. Для этого самок помещали в цилиндрический сосуд, на непрозрачные стенки которого проецировались движущиеся по кругу разноцветные полосы. Рыбы корректируют свое положение в пространстве, ориентируясь на видимые объекты, поэтому в такой ситуации они обычно начинают кружиться вслед за движущимся орнаментом. Постепенно уменьшая насыщенность красок, можно понять, в какой момент рыба перестает видеть цветные полосы. Эти тесты тоже не выявили различий между тремя группами самок. Таким образом, отсутствие половой избирательности у глупых самок нельзя объяснить тем, что они хуже различают цвета.

По мнению исследователей, глупые самки не выбирают более яркого самца, скорее всего, просто потому, что у них не хватает на это когнитивных способностей. Аквариум, в котором проходило тестирование, был устроен так, что самка не могла разглядывать обоих самцов одновременно. Поэтому для того, чтобы сделать правильный выбор, ей нужно было сначала оценить одного, запомнить результат, а потом рассмотреть другого. В природных условиях задача еще труднее, потому что самка встречает самцов через разные интервалы времени и не знает, когда ей встретится следующий претендент. Как тут не прогадать и выбрать лучшего?

При большом желании полученным результатам можно придумать другие объяснения. Тем не менее обсуждаемая работа важна, ведь ученым впервые удалось получить экспериментальное подтверждение идеи о том, что большой мозг и развитые когнитивные способности важны для оптимального выбора самкой полового партнера. То, что качественная работа мозга может повышать репродуктивный успех конкурирующего пола (обычно это самцы), помогая завоевывать расположение выбирающего пола (обычно это самки), уже было показано на некоторых видах животных, в том числе на птицах шалашниках ( Keagy et al., 2009) и на тех же гуппи ( Shohet, Watt, 2009). Новое же исследование продемонстрировало, что и выбирающему полу тоже бывает полезно хорошо соображать, чтобы не ошибиться при выборе.

Одна из важных тем в эволюционной биологии — взаимодействие разных типов и форм отбора. Например, отбор, осуществляемый хищниками, может отбраковывать медленно бегающих или недостаточно хорошо маскирующихся особей. Половой отбор, направляемый вкусами выбирающей половины и конкуренцией за партнеров, способен порой придавать эволюции странные направления. При этом «обычный» естественный и половой отбор могут оказаться разнонаправленными. Яркий пример разнонаправленности двух типов отбора дало изучение одичавших овец на шотландском острове Хирта. Казалось бы, у всех самцов рога давно должны были стать большими, потому что большерогие самцы получают преимущество в размножении. Но почему-то в популяции сохраняются и малорогие, и большерогие бараны. Британские ученые показали, что разгадка — в противоположном действии двух векторов отбора на ген RXFP2 , влияющий на развитие мужских половых признаков. У овец есть два аллельных варианта этого гена: Ho + и Ho P . Аллель Ho + способствует росту рогов и поддерживается половым отбором: в период осеннего гона большерогие самцы с генотипами Ho + /Ho + и Ho + /Ho P побеждают в конкуренции за самок. Однако в зимнюю бескормицу естественный отбор работает против аллеля Ho + : самцы Ho + /Ho + имеют наименьшие шансы пережить зиму. В итоге максимальную приспособленность имеют гетерозиготы ( Ho + /Ho P ), чем и объясняется устойчивое сохранение обоих генетических вариантов в генофонде.

Если какой-то наследственный признак постоянно поддерживается отбором (то есть особи с этим признаком размножаются эффективнее, чем особи без него), то он, по идее, должен зафиксироваться, то есть стать достоянием всех особей в популяции. Однако многие признаки, поддерживаемые половым отбором, остаются полиморфными, то есть выраженными у разных особей в разной степени. Почему половой отбор часто не может довести «полезный» признак, будь то украшение или турнирное оружие, до фиксации? Почему в популяции из поколения в поколение сохраняется значительный процент малопривлекательных или плохо вооруженных самцов?