Кубанский государственный технологический университет

Бойцы и проныры имеют равные шансы на успех в личной жизни

17-02-2012
Жуки-навозники стали первыми ассенизаторами Австралии. Когда там расплодились завезенные овцы, австралийские пастбища превратились в бескрайние отхожие поля. С этой бедой удалось справиться, только переселив туда из Африки жуков-навозников Onthophagus gazella, способных утилизировать овечий помет (фото с сайта k53.pbase.com)

У жуков-навозников из рода Onthophagus есть две породы самцов — крупные и мелкие, причем крупные сражаются друг с другом за самку и помогают ей заботиться о потомстве, а мелкие ничего этого не делают и спариваются с самками украдкой, компенсируя низкие шансы на спаривание большим количеством производимой спермы. Оказалось, что обе стратегии дают примерно одинаковые шансы оставить потомство и требуют одинаковых затрат энергии, что отражается в одинаковой продолжительности жизни самцов из обеих групп.

Какую роль играет половой отбор в эволюции животных, насколько он выгоден самкам и самцам? Классические теории говорят, что борьба за возможность спариться с самкой вынуждает самцов использовать всевозможные внешние уловки — отращивать рога, хвосты, петь песни, дарить подарки и т. д. Всё это помогает самцу либо физически победить соперников, либо так или иначе продемонстрировать свою генетическую состоятельность. Однако в погоне за показушным превосходством самцы уменьшают свою приспособленность, и это приводит к высокой смертности и сокращает жизнь самцов.

С другой стороны, неказистые с виду самцы могут обладать повышенной плодовитостью, но и это требует огромных энергетических затрат, которые подчас становятся для самцов непомерными и приводят к смертельному истощению (см. Распутство матерей идет на пользу потомству, «Элементы», 09.11.2006). Дело усложняется еще и тем, что самки могут спариваться сразу с несколькими самцами, и тогда начинается соревнование сперматозоидов в половых путях самки. И тут уж не важно, какой из самцов отрастил большой хвост или рога, важно качество сперматозоидов, участвующих в соревновании. Это дает самцам возможность сэкономить на силе и красоте, выработав взамен конкурентоспособные сперматозоиды. Поэтому механизмы, энергетические выгоды и эволюционные результаты той или иной стратегии полового поведения предсказать очень трудно. Тут нужны или многофакторные модели, или, что еще лучше, показательные примеры из жизни животных.

Один из таких замечательных, прямо-таки модельных примеров являют жуки-навозники из рода Onthophagus. У этих жуков самки роют норы с камерами в конце, готовят специальное месиво из навоза и растительности, куда откладывают яичко. Вылупившаяся личинка питается этой массой, затем, вырастая, выбирается из подземной колыбели. Среди самцов-навозников в популяции представлены две полярно различные половые стратегии. Первый тип — это крупные самцы, с большими рогами на голове, они участвуют в сражениях за вход в подземную камеру самки, помогают в приготовлении пищевой массы для будущего потомства и, естественно, спариваются с самками.

Так выглядят жуки рода Onthophagus (O.taurus) с длинными и короткими рогами (фото с сайта 7e.devbio.com)

Но есть в популяции еще и другой тип самцов: маленькие, без рогов на голове или же с очень маленькими рогами; ни в каких битвах за вход к самке они не участвуют. Они просто проникают вслед за крупным самцом-победителем в самочью камеру и там тайком спариваются с самкой. А дальше уже в половых путях самки начинается главная битва — соревнование сперматозоидов крупных и мелких самцов.

Как показывают исследования, семенники крупных самцов мельче и семенной жидкости у них вырабатывается меньше, чем у их мелких соперников. Поэтому теоретически сперматозоиды мелких самцов имеют все шансы победить в итоговой борьбе за право оплодотворить яйцеклетку и оставить потомство. Так чья же стратегия — мелких или крупных самцов — выигрышнее?

Австралийские и финские энтомологи решили проверить это, изучив, как влияет тактика полового поведения на продолжительность жизни мелких и крупных самцов. И таким образом выяснить, какая стратегия является более затратной: показательные битвы и помощь по хозяйству или масштабное производство качественного семени. Для этих экспериментов были выбраны 50 самок и по 25 мелких и крупных самцов, которым предоставили возможность спариться с одной из самок. Контрольную группу составили равное число мелких и крупных самцов, которых содержали отдельно от самок.

Оказалось, что спаривания действительно укорачивают жизнь самцов. Это показало сравнение кривых смертности самцов, участвовавших и не участвовавших в спаривании. Другой результат был более неожиданным: продолжительность жизни крупных самцов-победителей и мелких самцов-проныр статистически не различалась. Из экспериментов ясно, что для самок крупные самцы привлекательнее, чем мелкие: у крупных достоверно короче период ухаживания перед спариванием. Это означает, что мелкие самцы должны затратить больше энергии и на эту процедуру.

Что же касается способности к оплодотворению сперматозоидов крупных и мелких самцов, то и тут особой разницы не обнаружилось: оплодотворенных яиц крупные и мелкие самцы произвели примерно одинаковое количество. Этот замечательный пример продемонстрировал, что каждая из стратегий полового поведения имеет и преимущества, и недостатки, взаимно уравновешивающие друг друга. Именно поэтому в одной популяции могут сосуществовать обе стратегии, и ни одна из них не устраняется отбором.

Источник: L. W. Simmons, J. S. Kotiaho. The effects of reproduction on courtship, fertility and longevity within and between alternative male mating tactics of the horned beetle, Onthophagus binodis // Journal of Evolutionary Biology, November, 2006 (advanced online publication).

См. также: A. P. Moczek, D. J. Emlen, 2000. Male horn dimorphism in the scarab beetle Onthophagus taurus: do alternative reproductive tactics favor alternative phenotypes? Animal Behaviour. V. 59. P. 459–466 — в этой статье описываются два вида половой стратегии у жуков-навозников: борцы и проныры; высказана гипотеза о том, почему половой отбор поддерживает обе эти тактики.

Елена Наймарк

‹‹