Любовные соперники рискуют получить потомство с большим числом вредных мутаций

Самцы, сталкивающиеся с более жесткой конкуренцией за самок, рискуют получить потомство с большим числом вредных мутаций в геноме, чем самцы без соперников. Это обнаружили исследователи из Уппсальского университета на примере жука Callosobruchus maculatus. Их исследование опубликовано в журнале Nature Ecology & Evolution.

Гипотеза о влиянии конкуренции на мутации не нова, но было проведено мало экспериментов для её проверки. У многих видов, включая насекомых, несколько самцов часто спариваются с одной самкой. Это приводит к форме полового отбора, при которой сперматозоиды самцов конкурируют за оплодотворение яйцеклеток. Победителями часто становятся самцы, производящие более многочисленную или конкурентоспособную сперму.

Исследование показало, что усиление конкуренции между самцами может привести к более высокой частоте вредных мутаций у потомства. Геномная ДНК повреждается при каждом делении клетки, но обычно это предотвращается или восстанавливается эффективной, но затратной системой клеточного надзора. Новое исследование демонстрирует, что производство спермы у конкурирующих самцов жука Callosobruchus maculatus происходит в ущерб этой системе.

В экспериментах самцы жуков подвергались облучению для повреждения их генома. После периода восстановления им позволили спариваться с самками. Ученые проследили за их потомством и обнаружили, что самцы, содержавшиеся в группах (с сопутствующим риском конкуренции сперматозоидов), имели потомство с большим числом новых вредных мутаций, чем те, что жили поодиночке.

Однако авторы отмечают, что конкуренция между самцами не обязательно ведет к ухудшению генетического здоровья в долгосрочной перспективе. Исследование также показывает, что самцы из популяций с высокой конкуренцией сперматозоидов на протяжении многих поколений адаптируются к новым условиям, производя больше спермы и более жизнеспособное потомство по сравнению с самцами, адаптированными к моногамии.

«Даже если прямое следствие конкуренции сперматозоидов — увеличение числа мутаций у потомства, парадоксальным долгосрочным эффектом полового отбора может быть более низкий уровень мутаций», — объясняет Давид Бергер.

Оба эти механизма играют важную роль в том, как возникает и поддерживается генетическая изменчивость у видов с конкуренцией самцов. Это, в свою очередь, может влиять на потенциал эволюционной адаптации, которая зависит от генетической вариативности.