Для мучных жуков выгоднее быть женщиной в мире мужчин

У красных мучных жуков (Tribolium castaneum) самкам выгодно находиться в окружении самцов. В отличие от людей, где такая ситуация традиционно создает невыгодные условия, самки мучных жуков в группах с преобладанием самцов размножаются лучше и живут дольше, чем самки в группах с равным соотношением полов или с преобладанием самок.

Исследование группы Дипы Агаше из Национального центра биологических наук (NCBS, Бангалор) показало, что этот эффект опосредован химическими соединениями из пахучих желез жуков. С помощью команды Радхики Венкатесан (также из NCBS) исследователи обнаружили, что ответственными за это явление являются этилбензохинон и метилбензохинон. Эти соединения — оружие выбора самок мучных жуков, используемое в химической войне для снижения репродукции друг друга.

Хотя теория утверждает, что оптимальное соотношение полов для большинства видов составляет 1:1, в некоторых популяциях существуют переменные соотношения. Большинство исследований в этой области сосредоточено на поведении самцов, и мало что известно о том, как поведение самок, особенно несексуальная конкуренция между ними, влияет на репродуктивный успех.

Эксперимент и результаты

Команда создала три типа групп:

• С преобладанием самцов: 1 самка и 3 самца.
• С преобладанием самок: 1 самец и 3 самки.
• С равным соотношением: 3 самца и 3 самки.

Самок периодически изолировали для откладки яиц. Результаты были однозначными: самки в группах с преобладанием самцов последовательно откладывали больше яиц и имели больше выжившего потомства, чем самки из двух других типов групп.

Химическая причина

Исследователи заметили характерный едкий запах в контейнерах с жуками. Эксперименты показали, что мука, "кондиционированная" группами с преобладанием самок, снижала яйцекладку у других самок. Этого эффекта не наблюдалось при использовании муки от групп с преобладанием самцов.

Была выдвинута гипотеза, что оружием являются бензохиноны, которые в больших количествах производятся пахучими железами самок. В сотрудничестве с группой Радхики Венкатесан были идентифицированы конкретные соединения: метилбензохинон и этилбензохинон.

Подтверждение

Поскольку этилбензохинон коммерчески недоступен из-за нестабильности, команда Венкатесан синтезировала его в лаборатории. Эксперименты с чистыми соединениями подтвердили гипотезу: добавление этил- и метилбензохинона к экстрактам пахучих желез в возрастающих дозах подавляло яйцекладку у самок жуков.

«Найти химическую причину фундаментального биологического явления — большая редкость, но нам это удалось в этой работе», — говорит Дипа Агаше. Теперь исследователи планируют изучить, как именно эти химические вещества влияют на физиологию жуков.