Ярким самцам певчих птиц нужна не только красота, но и выносливые сперматозоиды
Согласно новому исследованию, ярко окрашенным самцам певчих птиц недостаточно привлечь внимание самки; их сперматозоиды также должны быть способны долго сохранять жизнеспособность.
Исследование, опубликованное в журнале Королевского общества Biology Letters, провела группа учёных под руководством доктора Кейт Дюррант из Школы наук о жизни Ноттингемского университета. Они изучили, как эволюция формирует оперение и сперматозоиды у видов певчих птиц для успешного спаривания и передачи генов.
В отличие от предыдущих работ, фокусировавшихся только на внешнем виде, это первое исследование, которое одновременно рассматривает и окраску, и форму сперматозоидов, чтобы понять, влияет ли интенсивная конкуренция как на оперение (соревнование до спаривания), так и на сперму (соревнование после спаривания).
Команда проанализировала данные по 278 видам певчих птиц со всего мира, объединив информацию об их оперении и форме сперматозоидов, чтобы увидеть, как они эволюционировали для обеспечения успешного спаривания.
Броское оперение некоторых самцов давно объясняется половым отбором: более яркие самцы успешнее конкурируют за партнёрш, оставляют больше потомства, и эволюция благоприятствует им. Самки, напротив, остаются невзрачными, так как для них важнее маскировка на гнезде.
Интенсивность конкуренции за партнёрш варьируется между видами и зависит от таких факторов, как количество доступных самок, плотность популяции и структура растительности.
Доктор Дюррант пояснила: "Интенсивность полового отбора варьируется между видами. Если конкуренция за партнёрш действительно сильна, самцы не только должны быть очень красочными и привлекательными, но им также нужны лучшие сперматозоиды, чтобы конкурировать".
Средняя часть (midpiece) сперматозоида птицы производит энергетические молекулы АТФ для движения. Ранее эксперты считали, что крупная средняя часть означает много АТФ, высокую скорость "плавания" сперматозоида и его первым достижение яйцеклетки. Хотя это верно для некоторых видов, чаще крупная средняя часть позволяет сперматозоиду дольше сохранять жизнеспособность, а не быстрее плавать.
Используя данные предыдущих исследований об оперении и форме сперматозоидов 278 видов, команда обнаружила, что у самцов видов с более сложным и красочным оперением сперматозоиды имеют более длинные средние части. Это позволяет сперме долго сохраняться после спаривания, пока самка хранит её до момента, когда будет готова выпустить яйцеклетку.
"В очень конкурентной среде множество самцов соперничают за внимание самки, и с одной самкой может спариваться большое число самцов. Вот где сперма и её долговечность действительно важны", — сказала доктор Дюррант.
"Если самка спаривается с несколькими самцами, она будет хранить сперму до готовности выпустить яйцо. В этот момент долгоживущие сперматозоиды могут реактивироваться и оплодотворить яйцеклетку. Так что недостаточно быть красочным — нужно иметь полный пакет и производить сперму, которая может сохраняться".
"То, что мы наблюдаем, — это результат работы эволюции над этими видами для решения проблемы конкуренции за партнёров", — добавляет доктор Дюррант.