Половой отбор помогает выжить

Гарантированный «брачный контракт» грозит эволюционными неприятностями – отсутствие конкуренции за брачного партнёра способствует накоплению в генофонде популяции вредных мутаций.

Малые булавоусые хрущаки помогли экспериментально подтвердить

полезность полового отбора. (Фото Alex Wild / Visuals Unlimited / Corbis.)

Те, кто в первый раз погружаются в эволюционную теорию, вскоре обращают внимание на один крупный парадокс:

существование самцов ничем не оправдано. 

Из-за самцов возникает проигрыш в скорости размножения, в скорости увеличения численности популяции. Это легко представить, достаточно сравнить вид, в котором особи являются гермафродитами (или же попросту не имеют пола) и потому каждая из них производит на свет потомство, и вид с самцами, у которых потомство производит на свет только самка – а ведь перед тем раздельнополым особям ещё нужно встретиться. Численность потомства, прирост популяции – один из важнейших «аргументов» в эволюционной гонке, так что гермафродиты и бесполые определённо должны оставаться в выигрыше. Однако раздельнополость в эволюции закрепилась – бесполые расы и популяции самооплодотворяющихся гермафродитов почему-то до сих пор так и не вытеснили тех, кто размножается «обычным» образом, с участием самцов.

На самом деле, парадокса тут нет, у раздельнополых организмов выигрыш от такого устройства половой жизни перевешивает потери в числе потомков. Состоит он в том, что раздельнополость помогает, во-первых, избавиться от негативных мутаций (то есть очищает генофонд популяции от накопившегося мусора), а, во-вторых, помогает закрепиться мутациям полезным. Долгое время это была только гипотеза, хотя и весьма убедительная, но, в конце концов, её удалось подтвердить в опытах на червях нематодах.

Но самцы не просто существуют – у огромного числа видов они соревнуются между собой за внимание самок, самки же выбирают среди них наиболее подходящих. Иными словами, происходит половой отбор (когда особи конкурируют за полового партнёра), и описал его ещё Дарвин. В статье, опубликованной в Nature, группа исследователей из Университета Ист-Англии рассказывает, как половой отбор работает на благо популяции.

Мэтью Кейдж (Matthew Gage) и его коллеги экспериментировали с малым булавоусым хрущаком (Tribolium castaneum): жуков разделили на несколько групп, в каждой из которых поддерживали определённое количество самцов. Так, в одной из популяций на 90 самцов приходилось всего 10 самок, в остальных же пропорция постепенно выравнивалась, пока, наконец, дело не доходило до полной моногамии и отсутствия конкуренции между самцами. За группами жуков наблюдали в течение 50 поколений – то есть в течение 7 лет.

Затем всех их поставили в ситуацию инбридинга, когда хрущаки должны были размножаться только внутри собственной популяции (до этого, надо полагать, был постоянный приток свежих генов вместе с чужаками). Инбридинг – тяжёлое испытание для популяции, поскольку в ситуации, когда близкие родственники дают потомство друг от друга, проявляются все неприятные генетические мутации, которые при скрещивании с чужаками «перекрываются» здоровыми вариантами генов. При близкородственном скрещивании резко повышается риск вымирания – однако оказалось, что те жуки, среди которых половой отбор был силён, вымирают не так активно, и могут продержаться ещё 20 поколений. А вот те, среди которых половой отбор был слабый или его вообще не было, вымери гораздо быстрее – за 10 поколений.

Подчеркнём, что здесь речь идёт не о моногамии и полигамии, а о том, есть конкуренция за полового партнёра или нет (ведь у моногамных видов самцы могут соревноваться друг с другом за самку, с которой потом образуют постоянную пару). Авторам работы удалось показать важность именно полового отбора, а не только раздельнополости. Очевидно, что гарантированный «брачный контракт» для каждого члена популяции так же способствует накоплению вредных мутаций, как и отсутствие необходимости искать себе пару.