Бесполые гибридные рыбы «используют» самцов для улучшения генетики

Некоторые виды состоят исключительно из самок, что даёт им конкурентное преимущество перед видами, производящими потомство обоих полов. Поскольку самки способны рожать, они могут быстро превзойти по численности другие виды, где половина популяции — самцы — этого не делает. Однако такие бесполые виды имеют недостаток из-за отсутствия разнообразия в составе их генов. Это влияет на их способность развивать генетические адаптации к изменениям окружающей среды и паразитическим атакам, а значит, и на долгосрочное выживание вида.

Было обнаружено, что группа бесполых гибридных видов северотихоокеанских терпугов рода Hexagrammos повысила своё долгосрочное выживание, переключившись с одного вида-партнёра для спаривания внутри того же рода на другой.

Исследователи из Университета Хоккайдо (Япония) проанализировали гены двух природных гибридных линий терпугов — Hexagrammos octogrammus/H. agrammus (Hoc/Hag) и H. octogrammus/H. otakii (Hoc/Hot) — а также гены рыб, предоставивших этим гибридам исходный материнский генетический материал, H. octogrammus (Hoc).

Гибриды производят исключительно женское потомство, но спариваются с самцами, чья сперма активирует яйцеклетку для начала развития. И мужской, и женский генетический материал играют роль в развивающемся эмбрионе, но только женский геном наследуется последующим поколением, так как мужской материал исключается при формировании яйцеклеток у потомства.

Сравнив гены трёх видов, исследователи смогли построить генеалогическое древо, которое показало, что виды Hot и Hag, предоставляющие гибридам мужской генетический материал, разошлись от общего предка около 1,5 миллиона лет назад.

Анализ показал, что гибриды Hoc/Hot возникли не в результате скрещивания Hoc и Hot. Вместо этого гибридные самки Hoc/Hag переключились со спаривания с самцами Hag на спаривание с более крупными самцами Hot, которые лучше защищали бы их икру. Считается, что это «переключение хозяина» впервые произошло примерно от 2000 до 20 000 лет назад и, вероятно, является причиной того, что эти гибриды смогли так долго выживать.

Команда также нашла свидетельства того, что когда самки Hoc/Hag спариваются с самцами Hoc, полученное потомство Hoc имеет те же морфологические характеристики, что и другие рыбы Hoc. Эти «возвратноскрещенные» Hoc проходят нормальное развитие половых клеток, при котором может происходить генетическая рекомбинация между материнским и отцовским геномами, что приводит к появлению половых клеток с более разнообразным геномом.

«Когда самка-потомок одной из этих возвратноскрещенных Hoc спаривается с самцом Hag, возникает новая бесполая гибридная линия Hoc/Hag. Это может быть ещё одним фактором, увеличивающим разнообразие гибридов Hoc/Hag и повышающим их выживаемость», — говорит ведущий автор статьи Хироюки Мунехара.