Крупные плавники — ключ к успеху у живородящих рыб

Для самок моллинезий и лимий нет ничего привлекательнее самца с большим спинным плавником. Но эти плавники — не просто украшение для привлечения самок. Самцы также используют их для борьбы или запугивания соперников.

Для учёных, изучающих эволюцию, плавники представляют собой дилемму «курицы и яйца»: что появилось раньше — декоративные плавники для брачных демонстраций или боевые плавники, которые лишь позже стали использоваться в ухаживании?

В новом исследовании биологи из Калифорнийского университета в Риверсайде, изучив эволюцию 40 видов моллинезий и лимий, пришли к выводу, что демонстрация спинного плавника сначала возникла для конкуренции самцов друг с другом и лишь позже стала использоваться в ухаживании за самками. Эти изменения в функции плавника шли рука об руку с увеличением его размера у самцов. Плавники достигли крайне больших размеров у нескольких видов и, по-видимому, связаны с быстрой эволюцией, особенно у моллинезий.

Эволюция украшений: выбор самок или борьба самцов?

Согласно теории полового отбора Чарльза Дарвина, украшения у самцов могут развиваться либо потому, что самки предпочитают спариваться с украшенными самцами, либо потому, что украшение помогает самцам побеждать соперников. Однако вопрос о том, что было первичным — борьба самцов или выбор самок — имеет значение для понимания видообразования.

«Проблема в том, что, хотя в 1990-х годах и предсказывалось, что мужские украшения сначала эволюционировали для агрессии у многих видов животных, исследований, способных это доказать для конкретной группы животных, было очень мало», — отметил первый автор статьи Дэниел Голдберг.

Связь с типом размножения

Старший автор Дэвид Ресник ранее показал, что мужские украшения связаны с типом размножения самок у живородящих рыб. У некоторых видов самка производит полностью сформированное яйцо, которое просто сохраняется в её теле без дополнительного питания после оплодотворения (неплацентарные виды). У других есть структура, похожая на плаценту.

«Вы получаете такого рода украшения только у тех [видов], у которых нет плаценты», — пояснил Ресник. У неплацентарных рыб самка делает все инвестиции до оплодотворения яйца, и единственное, что остаётся для обеспечения качественного потомства, — это выбрать высококачественного самца. Украшение может сигнализировать о качестве самца.

Реконструкция эволюционного пути

Голдберг провёл комплексные измерения различных параметров тела самцов и самок, чтобы разработать индекс украшения, измеряющий размер спинного плавника относительно размера тела. Используя эту информацию о ныне живущих видах, исследователи реконструировали, как выглядели предковые формы, двигаясь по эволюционному дереву назад во времени.

Как и предсказывалось, учёные обнаружили, что у моллинезий и лимий самцы сначала развили более крупные спинные плавники для борьбы с другими самцами и лишь позже стали использовать их в брачных демонстрациях. После этого оставалось лишь ждать, пока они достигнут огромных размеров у нескольких исключительно украшенных современных видов: трёх видов так называемых парусных моллинезий и одного вида лимий — горбатой лимии.

Ускорение видообразования

Эволюция украшений действительно «взлетела» с появлением сложного брачного поведения.

«У моллинезий и лимий много разных видов, и эволюция сложных брачных демонстраций, по-видимому, идёт рука об руку с быстрым видообразованием», — сказал Голдберг.

Полученные результаты могут иметь широкое применение для других видов и помочь биологам решить загадку «курицы и яйца» в эволюции мужских украшений.

Статья «In Love and War: The Morphometric and Phylogenetic Basis of Ornamentation, and the Evolution of Male Display Behavior, in the Livebearer Genus Poecilia» была опубликована 17 января в журнале Evolution.