Почему у дрозофил большие сперматозоиды
У некоторых видов плодовых мушек самки заставили самцов удлинить свои половые клетки.
Сразу уточним, что дрозофил на свете много, и в данном случае речь идёт об одном конкретном виде – Drosophila bifurca: у их самцов сперматозоиды могут достигать 6 см в длину, хотя сами насекомые, как мы все хорошо знаем, весьма невелики, с телом всего в несколько миллиметров.
Между тем, на первый взгляд, в эволюции мужские половые клетки должны не увеличиваться, а уменьшаться. Чем меньше будут сперматозоиды, тем больше их можно наделать, а чем их будет больше, тем больше шансов у самца оплодотворить яйцеклетку. Вопрос количества становится особенно острым, если самки склонны спариваться с несколькими самцами – как собственно, и происходит у дрозофил: выиграет тот самец, чьи половые клетки задавят конкурентов числом.
Однако у некоторых животных сперматозоиды, похоже, только и делали, что увеличивались от поколения к поколению. Одни из чемпионов здесь – вышеупомянутые D. bifurca. Спрашивается, какие эволюционные силы заставили их мужские половые клетки удлиниться?
Ответ на этот вопрос дают биологи из Цюрихского университета. Они сравнили геномы разных видов дрозофил, их характерные особенности, важные для успеха в размножении, а также поставили с мухами ряд экспериментов; результаты исследований опубликованы в Nature.
Во-первых, оказалось, что особенности строения половых путей самок D. bifurca, куда сперматозоиды приходят и где они хранятся в ожидании, пока их используют по назначению, благоприятствуют именно длинным половым клеткам. (Вообще, строение половых путей у многих животных часто оказывается тем инструментом, с помощью которого самка выбирает правильного самца.)
Однако, как мы сказали, чем крупнее сперматозоиды, тем меньше их будет, а чем их меньше, тем меньше вероятность оплодотворения. Поэтому самка вынуждена спариваться чаще, чтобы быть уверенной, что хоть кто-то из самцов сможет оплодотворить яйца. Но среди многих самцов преимущество всё равно будет у того, чьи половые клетки длиннее – потому что у них больше шансов добраться до яйцеклетки.
С другой стороны, количественные преимущества тоже никто не отменял, так что небольшие самцы будут проигрывать тем, кто покрупнее. Если самец невелик, ему не хватит энергии на относительно большой запас длинных сперматозоидов, либо же ему нужно их укоротить – и опять же проиграть.
А вот у крупного самца их будет больше, потому что у него на них больше материальных и энергетических ресурсов. А это значит, что он сможет спариваться чаще, чем мелкий самец. В результате в популяции начнут доминировать гены крупных самцов, которые могут производить длинные сперматозоиды – в небольшом, но достаточном количестве для многих спариваний.
Иными словами, существование крупных мужских половых клеток вполне согласуется с принципами полового отбора. И тут в который раз произошло то, что обычно происходит с теорией эволюции – некий феномен, который как будто совсем в неё не укладывается, впоследствии получает должное объяснение, ничуть не опровергая, но дополняя и расширяя наши знания об эволюционных законах.
