Мутация ускоряет сперматозоиды зебровых амадин

У зебровых амадин скорость и морфология сперматозоидов, а следовательно, и репродуктивный успех, сильно зависят от конкретной мутации (инверсии) на одной из половых хромосом, называемой Z. Это обнаружили учёные из Института орнитологии Общества Макса Планка в Зеевизене. Самцы всегда несут две копии Z-хромосомы, но те из них, которые обладают двумя её разными версиями — обычной и инвертированной, — получают преимущество в виде оптимального строения сперматозоидов.

Механизм наследования

• Z-хромосома существует в двух версиях: обычная (A) и инвертированная (B).
• Только самцы с гетерозиготным генотипом AB (одна хромосома A, одна B) производят сперматозоиды с длинной средней частью, содержащей «мотор» для быстрого плавания.
• Гомозиготные самцы (AA или BB) производят сперматозоиды субоптимальной морфологии и имеют более низкую оплодотворяющую способность.

Последствия для эволюции

Даже при сильнейшем отборе, когда успешно оплодотворяет яйцеклетку только самая быстрая сперма, генетически «неидеальные» типы (гомозиготы) не могут исчезнуть из популяции. Для идеальной морфологии необходима комбинация обеих форм (гетерозиготы AB), которая невозможна без одновременного производства субоптимальных типов (гомозигот AA и BB). Таким образом, генетическое разнообразие не истощается, поскольку оптимальный генотип не может закрепиться в популяции полностью.

Доказательства и подтверждение

Исследование, основанное на анализе отцовства 435 самцов без конкуренции спермы и 482 самцов в условиях конкуренции, чётко показало, что гетерозиготные самцы имели более высокий репродуктивный успех в обоих случаях. Параллельно другая группа учёных из Университета Шеффилда, изучая линии амадин, отобранные по длине сперматозоидов, независимо пришла к тому же выводу, обнаружив, что генетическая информация, определяющая морфологию сперматозоидов, почти исключительно находится на этой Z-хромосоме.

По мнению авторов, этот механизм частично объясняет высокий уровень бесплодия у самцов зебровых амадин, демонстрируя, как эволюция может быть «заперта» в системе с двумя наборами хромосом, когда совершенный фенотип создаёт только их комбинация.