Эволюционные биологи показали, что цветовые варианты самок кукушек основаны на древних мутациях

Каждая кукушка — приёмный ребёнок, выращенный птицами-воспитателями, в чьё гнездо кукушка-мать подбросила своё яйцо. В этом обмане ей помогает сходство с хищной птицей. Существует два варианта окраски самок кукушек: серая морфа, похожая на ястреба-перепелятника, и рыжая морфа. Самцы кукушек всегда серые.

«С помощью этой мимикрии птица имитирует опасных хищников птиц-хозяев, чтобы те держались на расстоянии, а не атаковали», — говорит профессор Йохен Вольф из Мюнхенского университета имени Людвига и Максимилиана.

Вместе с исследователями из CIBIO (Португалия) эволюционный биолог изучил генетические основы вариантов окраски, которые ограничены самками и возникли в ходе длительной эволюционной «гонки вооружений» между хозяином и кукушкой. Исследование опубликовано в журнале Science Advances.

Гипотезы поведенческих исследований предполагают, что более редкая цветовая морфа всегда имеет преимущество, потому что птицы-хозяева постепенно распознают уловку. Например, если много кукушек, похожих на перепелятников, или много самих перепелятников, хозяева со временем учатся отличать, кто перед ними — хищник или кукушка.

«Тогда вступает в силу преимущество рыжей морфы, так как она менее распространена и не знакома хозяевам», — говорит Вольф. Какой вариант распознают хозяева, зависит от численности как кукушек, так и хищных птиц.

Имеет значение только женская линия

Только у самок кукушек, которым нужно приближаться к гнёздам хозяев, есть эти цветовые морфы. «Поэтому мы ожидали, что эти цветовые варианты — так называемые полиморфизмы — закреплены где-то в женском геноме», — говорит Вольф.

Если у людей специфическую половую хромосому (Y-хромосому) несут самцы, то у птиц это самки, у которых есть W-хромосома. Команда Вольфа показала, что мутации для цветовых морф действительно расположены либо на W-хромосоме, либо в митохондриях, которые также передаются исключительно по материнской линии.

Исследователи также показали, что у сестринского вида кукушки — глухой кукушки — присутствуют те же цветовые морфы и мутации. «Следовательно, мутации уже существовали у общего предка и, таким образом, старше видообразования», — говорит Вольф.

Эволюционный биолог видит в этом сильное указание на то, что более редкий вариант действительно всегда имеет преимущество: там, где есть два варианта, обычно побеждает лучший. Но если более редкий из двух вариантов всегда имеет преимущество, система колеблется и устанавливается на определённой частоте.

«Это приводит к тому, что генетическая вариация сохраняется в течение длительного времени», — говорит Вольф. «Наши результаты подтверждают интригующую возможность, что многочисленные другие признаки, которые специфичны для пола, но труднее исследовать, генетически закодированы в матрилинейном геноме, как цветовой полиморфизм самки кукушки».