Эксперимент проливает свет на поддержание разнообразия видов
Одна из ключевых проблем эволюционной биологии — объяснить, почему особи одного вида не более похожи друг на друга. Например, если высокий тестостерон у самцов делает их более агрессивными и успешными в спаривании, почему его уровень не стабилизируется в поколениях, а особи с низким уровнем продолжают проигрывать? И как так называемые антагонистические признаки между полами способствуют разнообразию? Если самцы с высоким тестостероном чаще спариваются, но высокий тестостерон у самок приводит к меньшему размеру помета, как эти признаки взаимодействуют, обеспечивая в итоге разнообразие? Точного ответа нет, но международная группа исследователей сделала шаг к его поиску. В статье, опубликованной в Science, команда показывает, что так называемая частотно-зависимая селекция может играть в этом важную роль.
Многие учёные предполагали, что антагонистические признаки, полезные для одного пола, но вредные для другого, объясняют поддержание разнообразия видов. Например, самцы млекопитающих с высоким тестостероном успешны в спаривании, но их сёстры с высоким тестостероном приносят меньшие помёты, что вроде бы уравновешивает ситуацию. Однако новая исследовательская группа считает это объяснение слишком упрощённым. Они предполагают, что важнее роль факторов окружающей среды, ведущих к частотно-зависимому отбору.
Чтобы продемонстрировать этот механизм, команда провела трёхэтапный эксперимент на полевках:
- Лабораторное разведение: Полевок разделили по уровню тестостерона и позволили размножаться в контролируемых условиях. Как и ожидалось, самцы с высоким тестостероном были намного успешнее в размножении.
- Имитация дикой природы: Полевок выпустили на
огороженную природную территорию. Результаты оказались неожиданными:
- Когда выпускали немного самцов с высоким тестостероном и много с низким, доминировали, как и в лаборатории, самцы с высоким уровнем гормона.
- Когда выпускали много самцов с высоким и много с низким тестостероном, успешнее становились самцы с низким уровнем.
- Объяснение: Исследователи предполагают, что в последнем сценарии самцы с высоким тестостероном тратили больше времени на драки и демонстрацию, чем на спаривание, что давало преимущество более спокойным самцам.
Авторы полагают, что именно такие непредсказуемые сценарии, возникающие в дикой природе, помогают поддерживать разнообразие видов. Это критически важно, так как без этого виды со временем стали бы менее устойчивы к болезням и более подвержены генетическим нарушениям.