Половой "гонкой вооружений" объясняют расширение ареала у жуков-плавунцов

Новое исследование показывает, что битва между полами может стоять за резким изменением в популяциях жуков-плавунцов за последние три десятилетия.

Избирательность самок привела к эволюции шероховатой поверхности тела у некоторых видов, что затрудняет самцам удерживать их во время спаривания. В ряде случаев «грубые» и «гладкие» самки встречаются внутри одного вида, иногда имея разные географические ареалы.

Исследование под руководством Плимутского университета изучило такую ситуацию у обычного европейского жука-плавунца Hydroporus memnonius и обнаружило, что в популяциях с «грубыми» или «гладкими» самками также различаются и самцы.

В «грубых» популяциях у самцов развиты более мощные присоски на передних и средних ногах, что представляет собой мужской контр-ответ в половой «гонке вооружений». Было предсказано, что это позволит форме «грубой» самки и связанному с ней самцу распространяться за счёт «гладкой» формы, замещая её в местах встречи.

В Великобритании «грубые» и «гладкие» особи Hydroporus memnonius встречаются недалеко от шотландской границы, в контактной зоне, впервые идентифицированной около 30 лет назад. Сравнив данные, собранные в 1970-х и 1980-х годах, с недавним исследованием, учёные показали, что это изменение действительно происходит.

Исследование, опубликованное в PeerJ, также показывает, что этот сдвиг, в отличие от многих других недавних изменений в распространении растений и животных, вряд ли связан с изменением климата, а вместо этого, по-видимому, является первым примером изменения ареала в результате битвы полов.

Профессор Дэвид Билтон, ведущий автор исследования, сказал:

«Грубые и гладкие самки известны у некоторых видов жуков-плавунцов как минимум пару столетий. Шероховатая поверхность некоторых самок упоминалась Чарльзом Дарвином в одной из его классических работ, где он приводил её как пример сотрудничества, видя в этом способ, с помощью которого самки облегчают самцам удержание под водой. Мы уже некоторое время знаем, что верно обратное, и шероховатая поверхность — это способ, которым самки усложняют задачу самцам и таким образом получают больший контроль над спариванием.

У этого Hydroporus мужской контр-ответ на шероховатость самок должен облегчать таким самцам удержание на любой поверхности. В такой ситуации эти самцы должны расширять свой ареал, независимо от формы самки, поскольку они будут иметь преимущество повсеместно. Учитывая, что гладкие самки менее способны сопротивляться потенциально затратным спариваниям, мы также ожидаем увеличения численности грубых самок. Именно это мы и наблюдаем там, где две популяции встречаются в Великобритании, и в конечном итоге этот процесс может привести к полному исчезновению гладкой формы».

Hydroporus memnonius распространён по всей континентальной Европе — от Балкан и Италии на юге до Скандинавии на севере — и широко распространён на Британских островах. Однако места, где «грубые» и «гладкие» самки сосуществуют, относительно редки, причём наиболее задокументированная контактная зона находится в Шотландских границах и Камбрии.

В 2007–2008 годах образцы были получены из 27 популяций на севере Англии и юге Шотландии, охватывающих переходную зону между двумя формами. За этот период произошло очень значительное изменение: «грубые» самки и связанные с ними самцы расширились на север и запад примерно на 40–50 км примерно за 30 лет.

В статье делается вывод:

«Основываясь как на данных о термоустойчивости, так и на более широком глобальном распространении этих морф, мы утверждаем, что наблюдаемый сдвиг ареала в высшей степени маловероятно, что является результатом реакции на потепление климата, но вместо этого согласуется с предсказаниями, основанными на динамике полового антагонистического коэволюции у этого жука».