Ученые выяснили роль самцов в популяции

Новое исследование биологов проливает свет на старые вопросы о роли самцов и о том, почему большинство многоклеточных организмов используют половое размножение. По мнению авторов, особи мужского пола помогают сохранить генетическое здоровье популяции. Результаты исследования опубликованы в журнале Evolution Letters.

Чтобы оплодотворить всех самок достаточно всего нескольких самцов, поэтому количество особей мужского пола в популяции мало влияет на ее общую численность. Более того, теоретически можно вообще обойтись без самцов. Однако большинство многоклеточных предпочитают половое размножение и количество самцов у них примерно равно количеству самок. Этот факт служит поводом для постоянной дискуссии в среде биологов о роли самцов в популяции.

Исследователи из шведского Университета Уппсалы и канадского Университета Торонто изучили на жуках семейства зерновок Callosobruchus maculatus возможные долгосрочные генетические последствия полового отбора и выяснили, что самцы нужны для очистки популяции от плохих мутаций.

"Производство самцов вызывает снижение репродуктивной способности вида, поскольку самцы вносят меньший вклад, чем самки в производство потомства. Тогда возникает вопрос, почему эволюция выбрала путь полового воспроизводства, а не просто бесполого размножения самок, — приводятся в пресс-релизе Университета Уппсалы слова одного из участников исследования Дэвида Бергера (David Berger), научного сотрудника факультета экологии и генетики. — Наше исследование показывает, что производство самцов, которые могут вступить в интенсивную конкуренцию за возможность спаривания, позволяет быстрее избавиться от вредных мутаций в популяции, что, таким образом, обеспечивает более здоровый набор генов и более высокую репродуктивную способность по сравнению с бесполым размножением".

Полученные результаты поддерживает существующую теорию о том, что у многих видов животных генетический отбор и очищение от мутационной нагрузки происходит преимущественно по мужской линии. Жесткая конкуренция между самцами приводит к избирательному устранению особей с генетическими сбоями, не позволяя им передавать вредные мутации по наследству. Это оказывает положительное долгосрочное воздействие на рост и устойчивость популяции, воспроизводящейся половым путем.

"Когда вредные мутации удаляются из популяции посредством тщательного отбора самцов, это приводит к уменьшению количества последних, но никак не сказывается на численности популяции в целом, особенно у видов, у которых самец не заботится о потомстве, — говорит ведущий автор исследования, эволюционный биолог из Университета Торонто Карл Гришоп (Karl Grieshop). — Подобный отбор у самок привел бы к уменьшению количества воспроизводимых самок, к меньшему количеству потомства, и, как следствие, к массовому сокращению популяции или даже к ее вымиранию".

Исследователи взяли 16 генетических линий, или штаммов жука Callosobruchus maculatus и отследили, как предполагаемое количество вредных мутаций в каждой из них влияет на репродуктивную приспособленность. Отдельно, путем интенсивного инбридинга — близкородственного скрещивания — авторы усилили мутации и посмотрели, как они наследуются внутри каждого штамма.

Оказалось, что при инбридинге мутации наследовали как самцы, так и самки, а при скрещивании между линиями — в ситуации, более приближенной к природной — мутационные эффекты проявились только у самцов. Отсюда авторы делают вывод, что вредные мутации, действительно, более эффективно удаляются из популяции через их носителей мужского пола.