У бабочек самцы используют «пояса верности», а самки сопротивляются

Некоторые самцы бабочек идут на крайние меры, чтобы обеспечить своё отцовство — они «запечатывают» гениталии самки восковым «поясом верности» (спрагисом), чтобы предотвратить её последующие связи. Однако самки могут сопротивляться, эволюционируя более крупные или сложные органы, которые труднее заблокировать. Самцы, в свою очередь, контратакуют, закрепляя ещё более причудливые структуры с крыловидными выступами, скользкими чешуйками или острыми крючками.

Это битва, в которой репродуктивные интересы самцов и самок противостоят друг другу, и проигрывающий пол эволюционирует, чтобы сорвать стратегию победителя.

Может ли эта сексуальная «гонка вооружений» в конечном итоге привести к появлению новых видов? Это давняя гипотеза, которая могла бы объяснить, как бабочки стали такими разнообразными. Однако её было трудно проверить.

Ана Паула дос Сантос де Карвалью изучила этот вопрос в исследовании спаривательных пробок у нимфалид. Она проследила эволюцию этого признака и проанализировала скорость видообразования в племени Acraeini (около 300 видов). Неожиданно, линии с пробками и без них эволюционировали с одинаковой скоростью. Это говорит о том, что другие факторы, например среда обитания, могут быть ответственны за разнообразие насекомых.

«Я ожидала увидеть связь между пробками и более быстрым появлением новых видов, но моя работа показала, что связи нет вообще», — сказала Карвалью.

Внешние спаривательные пробки встречаются примерно у 1% видов бабочек. Они служат одной цели: обеспечить моногамию самки. Поскольку самка бабочки оплодотворяет большинство своих яиц спермой последнего партнёра, самцы заинтересованы в блокировке соперников. Самки же получают выгоду от спаривания с несколькими самцами: это повышает генетическое разнообразие потомства и даёт питательные вещества из сперматофоров.

Самцы видов с пробками пропускают ухаживания и хватают самок в воздухе. После передачи спермы они выделяют предварительно сформированную пробку, которая затвердевает на брюшке самки.

Создание пробки — дорогостоящее вложение ресурсов, что может ограничивать количество самок, которых самец может оплодотворить.

Анализ полевых данных и музейных образцов показал, что у видов с мелкими пробками структуры часто частично разрушены или отсутствуют. У видов с крупными сложными пробками они обычно целы, и редко встречается самка без пробки — признак того, что самцы могут «побеждать».

Однако исследование выявило и победы самок. Эволюционное древо племени Acraeini показало, что спаривательные пробки возникли один раз, а затем были утрачены в некоторых линиях, что указывает на успешное сопротивление самок. Большие вариации в форме и размере гениталий самок также свидетельствуют о попытках сделать пробки неэффективными.

«Бабочки и мотыльки продолжают удивлять нас, — сказал соавтор Акито Кавахара. — Это исследование показывает, что нам ещё многое предстоит узнать о том, что движет разнообразием насекомых и какую роль в эволюции играет сексуальный конфликт».