Разнообразие — это хорошо и для зайцев

С 1871 года, когда Чарльз Дарвин написал «Происхождение человека», широко принято, что «изменчивость — необходимая основа для действия отбора». Изменчивость связана со способностью адаптироваться, что явно полезно на уровне вида. Однако появляется всё больше свидетельств, что генетическая изменчивость может давать преимущества и на уровне отдельной особи. Стив Смит и Франц Зухентрунк из Научно-исследовательского института экологии диких животных Венского университета ветеринарной медицины показали, что вариация в определённом генном локусе у зайцев связана с большим репродуктивным успехом. Их результаты опубликованы в октябрьском номере журнала Molecular Ecology.

Один из ключевых вопросов эволюционной биологии — как вариация на уровне отдельных генов влияет на способность животных производить потомство. Вместе с коллегами из Великобритании и Бельгии Стив Смит и Франц Зухентрунк разработали математическую модель для описания влияния генетической вариации на репродуктивный успех европейского зайца. Они проверили модель на данных, полученных от диких зайцев в Бельгии и восточной Австрии.

Учёные решили исследовать влияние двух разных участков в главном комплексе гистосовместимости (MHC). MHC участвует в иммунных реакциях, и гены MHC недавно привлекли большое внимание как возможная связь между генетической изменчивостью и приспособленностью. Ряд исследований указывает на них как на возможные причины репродуктивных сбоев у людей, но до сих пор не было попыток оценить, связаны ли гены MHC с приспособленностью в популяциях диких животных.

Репродуктивный успех складывается из двух факторов: фертильности (производит ли особь потомство) и плодовитости (сколько детёнышей производится на одну фертильную особь). Исследователи обнаружили, что самки, несущие две разные версии определённого локуса MHC (т.е. гетерозиготные по этому локусу), имеют значительно более высокий репродуктивный успех, чем гомозиготные самки. Учёные наблюдали заметное снижение стерильности у гетерозиготных зайцев вместе с небольшим, но обнаруживаемым увеличением плодовитости. Их результаты впервые подтверждают, что изменчивость в конкретном генетическом локусе связана с репродуктивной эффективностью, что имеет крайне важные последствия как для исследований фертильности человека, так и для управления популяциями диких животных.

Интересно, что хотя положительные эффекты гетерозиготности можно было чётко обнаружить у зайцев из Бельгии, они не были найдены у зайцев из восточной Австрии. Различие, вероятно, проистекает из разного давления отбора на две популяции. Например, годовой диапазон температур в Австрии значительно шире, чем в Бельгии, поэтому зайцы в Австрии могут подвергаться большим колебаниям в доступности пищи. Как отмечает Смит, «разница между Австрией и Бельгией показывает, насколько сложен весь этот вопрос и, следовательно, насколько трудно экстраполировать результаты с одной системы на другую».