Одна птица в радость, другой в горе
У турухтанов (Calidris pugnax) существует три варианта супергена, которые определяют разный внешний вид и брачное поведение у самцов. Ранее было неизвестно, влияют ли эти варианты на самок. Исследователи из Института биологической разведки Макса Планка показали, что самки так называемого варианта Faeder производят меньше потомства. Однако этот недостаток самок помогает их самцам: маскируясь под самок, самцы Faeder выигрывают от своей редкости и получают больше спариваний. Таким образом, противоположный эффект варианта у самцов и самок способствует его сохранению во времени.
Внутривидовая изменчивость
У турухтанов самцы представлены тремя морфами:
- Независимые (Independents) — с тёмным оперением, агрессивно защищают небольшие токовые территории.
- Спутники (Satellites) — мельче, со светлым оперением, демонстрируют себя в союзе с Независимым хозяином.
- Федеры (Faeders) — редкие, внешне похожи на самок, незаметно проникают на токовища.
Генетическая основа
Примерно 4 миллиона лет назад в результате геномной аварии (инверсии фрагмента ДНК) возник суперген, содержащий около 100 генов и унаследуемый как единое целое. Это привело к появлению морфа Faeder. Редкая рекомбинация позже породила морф Satellites. Поскольку суперген находится не на половой хромосоме, его варианты встречаются и у самок.
Репродуктивный успех самок
Международная команда под руководством Клеменса Кюппера и Дэвида Ланка сравнила репродуктивный успех самок разных морфов. Оказалось, что самки Faeder имеют значительно более низкий репродуктивный успех: они откладывают меньше и мельче яиц, а их эмбрионы и птенцы, вылупившиеся из мелких яиц, имеют более низкую выживаемость.
Почему вариант сохраняется?
Моделирование показало, что для поддержания варианта Faeder в популяции необходим повышенный репродуктивный успех самцов Faeder. Низкий репродуктивный успех самок Faeder косвенно помогает самцам: чем реже встречаются самцы Faeder, тем эффективнее работает их стратегия маскировки.
«Суперген Faeder приносит большой недостаток для самок, но является преимуществом для самцов», — объясняет Лина Хиральдо-Дек, ведущий автор исследования. «Мы считаем, что именно этот генетический конфликт между самцами и самками способствует сохранению варианта Faeder».
Экологическая ниша
Стратегия Faeder возможна благодаря фокусу Независимых самцов на конкуренции с себе подобными. «Сегодняшние Независимые самцы кажутся довольно беззащитными против тактики Faeder, — говорит Клеменс Кюппер. — Это открывает нишу для мастеров обмана, таких как Faeder, которые используют её очень эффективно».
Это демонстрирует, что нет такого понятия, как «самый приспособленный», который может справиться со всеми вызовами. «Разнообразие сохраняется даже при сильном давлении отбора. Возникновение новых форм — это принцип всей жизни», — отмечает Клеменс Кюппер.
Дальнейшие исследования
Учёные планируют изучить влияние вариантов супергена на другие этапы жизни и то, как задействованные гены влияют на физиологию растущих животных. Это, по их мнению, единственный способ понять лежащие в основе эволюционные механизмы в их entirety.
Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.