Эволюция ограничивает партеногенез

Хотя кажется противоестественным, что вид может выжить без полового размножения, эволюция наделила самок некоторых видов амфибий, рептилий и рыб способностью к клонированию и воспроизводству без самцов. Исследователи из Окинавского института науки и технологий (OIST) обнаружили, что в видах, где самки относительно недавно эволюционно приобрели способность к бесполому размножению, оплодотворение всё ещё обеспечивает выживание максимального числа здорового потомства, и самцы по-прежнему нужны. Исследование опубликовано в The Science of Nature.

Вид может быстрее увеличивать численность в суровых условиях, если его самкам не нужно искать подходящих самцов. Учёные предполагают, что эта способность возникла независимо у определённых видов либо из-за конфликта полов, либо для выживания при нехватке партнёров. Многие из этих видов теперь состоят исключительно из самок.

Подразделение экологии и эволюции OIST изучило ранний эволюционный переход от полового размножения к клональному на особом случае — огненном муравье Wasmannia auropunctata. Это вид, в котором одни популяции размножаются половым путём, а другие — клонально, но в колониях обоих типов популяций всё равно есть самцы.

Как и у других видов муравьёв, самцы этого вида оплодотворяют маток для производства рабочего класса, где все особи стерильны и принимают генетический вклад от обоих родителей. Особенность заключается в потомстве репродуктивных классов: фертильные самцы выводятся без генетического вклада матки, отложившей яйцо, а новые матки выводятся без генетического вклада отца.

Причина, по которой самцы всё ещё существовали, а спаривание всё ещё происходило в виде, где мужская и женская генетическая информация остаются раздельными, была загадкой, поскольку матки также обладают генетической способностью клонально производить и маток, и рабочих.

Исследователи изучили колонии как из полово-, так и из клонально размножающихся популяций. Они обнаружили, что у оплодотворённых маток успешность вылупления яиц была близка к 100%, тогда как у маток, оставшихся девственницами (из обеих популяций), большинство яиц не проходило ранние стадии эмбрионального развития. Спаривание также стимулировало маток откладывать яйца быстрее.

Результаты указывают, что в случае огненного муравья конфликт полов маловероятен. Спаривание с самцами позволяет маткам производить больше здорового потомства, чем при клонировании. Половое размножение также повышает приспособленность матки, о чём свидетельствуют повышенные темпы откладки яиц и успешность вылупления, и, как следствие, приспособленность колонии.

«В случае ящерицы-бегуна из пустыни Нью-Мексико, которая состоит только из самок, перед началом развития яиц всё равно происходит псевдокопуляция. Это говорит о том, что эволюция накладывает определённые ограничения на полное устранение полового размножения и полового поведения», — сказал профессор Александр Михеев, соавтор статьи.

Механизм, с помощью которого эволюция предотвращает полное устранение полового размножения, ещё предстоит определить. Но ясно, что даже несмотря на способность некоторых видов обходиться без полового размножения в сложных условиях, эволюционное ограничение, по-видимому, «заставляет» самок этих видов всё равно ожидать полового стимула. Без него их репродуктивная система просто не работает так же хорошо.