Пол птенцов зависит от мнения самки о своем муже

Амадина Гульда: красноголовая и черноголовая формы. Фото с сайтов martybugs.net и farm1.static.flickr.com

Австралийские птицы Erythrura gouldiae (амадины Гульда) делятся на две расы: красноголовую и черноголовую. Амадины предпочитают «одноцветные» браки, потому что дочери от смешанных браков обладают пониженной жизнеспособностью. Оказалось, что самки амадины Гульда, вынужденные взять в мужья самца с «неправильным» цветом головы, производят на свет вчетверо больше сыновей, чем дочерей. Это позволяет им сгладить последствия неудачного замужества. Самок можно обмануть, перекрасив голову красноголового самца в черный цвет. Это означает, что соотношение полов у потомства зависит не от совместимости генотипов родителей, а исключительно от мнения самки о том, насколько удачно ее замужество.

Красноголовая и черноголовая формы амадины Гульда встречаются в природе в соотношении 3 : 7. Между формами существует частичная генетическая несовместимость, что проявляется в пониженной жизнеспособности потомства от смешанных браков, причем гибридные самки значительно менее жизнеспособны, чем гибридные самцы. Смертность дочерей от смешанных браков в течение первых 160 дней жизни (от вылупления до достижения половой зрелости) на 84% выше, чем у женского потомства родительских пар с одинаковым цветом головы. Смертность гибридных сыновей лишь на 40% выше, чем негибридных.

Легко догадаться, что птицам выгодно вступать в брак только со «своими», то есть с особями с таким же цветом головы. Амадины Гульда хорошо это понимают и стараются выбирать себе «правильных» партнеров. Однако это не всегда удается, и поэтому до 30% семейных пар в природе — смешанные (при безвыборочном скрещивании следовало бы ожидать 2 × 0,3 × 0,7 × 100 = 42% смешанных пар).

Поскольку смешанные браки у амадин — суровая реальность, которой не всегда удается избежать, птицы могли выработать специальные адаптации, которые позволили бы им как-то скомпенсировать вредные последствия таких браков. Например, им было бы полезно смещать соотношение полов в потомстве в сторону преобладания сыновей. Но возможно ли это технически?

Вопрос о возможности целенаправленной регуляции родителями соотношения полов у потомства обсуждается давно, но твердо установленных фактов найдено пока довольно мало (об этих исследованиях см. в заметке «Высокая плодовитость отцов способствует рождению сыновей», «Элементы», 05.12.2006). Амадина Гульда представляет собой замечательный объект для таких исследований по двум причинам. Во-первых, этим птицам очень легко отличить подходящего (совместимого) партнера от неподходящего: это в буквальном смысле написано у него на лбу. Самке не нужно анализировать количественные параметры (степень агрессивности, яркость окраски, число пятен на хвосте, музыкальность песенки, сложные запаховые сигналы и т. п.). Во-вторых, птицы, вступившие в «неравный брак», сильно заинтересованы в смещении полов у потомства в сторону преобладания сыновей, поскольку гибридные дочери имеют намного меньше шансов выжить, чем гибридные сыновья.

Сара Прайк (Sarah R. Pryke) и Саймон Гриффит (Simon C. Griffith) из Университета Маккуори (Сидней, Австралия) провели эксперименты с амадиной Гульда, которые показали, что самки не только регулируют соотношение сыновей и дочерей в своем потомстве в зависимости от внешности мужа, но и вкладывают в гибридное потомство значительно меньше сил, чем в потомство от «равного» брака. Эти птицы заключают брачный союз не на всю жизнь, и поэтому самка, вынужденная сейчас выводить птенцов с неподходящим партнером, не теряет надежды в будущем найти кого-то получше. Поэтому ей выгодно «сэкономить» на малоперспективном гибридном потомстве, чтобы сохранить побольше сил и здоровья для других выводков.

Исследователи взяли 200 самок — 100 красноголовых и 100 черноголовых — и скрестили каждую последовательно с двумя разными самцами. Например, если сначала самку скрестили с «подходящим» по цвету самцом, то после того, как яйца были отложены и высижены, а птенцы — выращены, ту же самку скрещивали с другим самцом, на этот раз с «неподходящим».

Оказалось, что самка, вынужденная вступить в брак с неподходящим партнером, делает всё возможное, чтобы минимизировать ущерб от неудачного замужества. Во-первых, она производит на свет гораздо больше сыновей, чем дочерей (в пропорции 4 : 1). Те же самые самки, вступив в брак с «подходящим» мужем, производили сыновей и дочерей в одинаковом количестве.

Во-вторых, неравный брак побуждает самку откладывать меньше яиц, и эти яйца в среднем мельче, чем отложенные той же самкой в «удачном» браке. По-видимому, самка таким образом пытается «сэкономить» на гибридном потомстве.

В-третьих, самки хуже заботились о своих птенцах (реже кормили их) в том случае, если самец не соответствовал им по цвету головы. Это вело к тому, что птенцы родителей с разным цветом головы росли медленнее, чем потомство одноцветных родителей. Чтобы убедиться в том, что замедленный рост гибридных птенцов объясняется плохим уходом, а не плохой наследственностью, исследователи пересаживали выводки из гнезда в гнездо. Птицы обычно не замечают таких подмен и ухаживают за приемышами точно так же, как и за родными детьми. Оказалось, что гибридные птенцы, пересаженные в гнездо к одноцветным приемным родителям, растут значительно лучше, чем их гибридные сверстники, оставшиеся в своих родных гнездах.

Любопытно, что самцы, в отличие от своих разборчивых жен, заботились о птенцах с одинаковым усердием независимо от цвета головы супруги. Хотя, если подумать, им тоже было бы выгодно «сэкономить» на малоперспективном потомстве и поберечь силы до тех времен, пока удастся завести семью с подходящей по цвету самкой.

Является ли цвет головы супруга единственным фактором, который самка принимает в расчет? Теоретически, на соотношение полов у потомства могут влиять и другие факторы. Например, сперматозоиды с разным генотипом могут избирательно оплодотворять те или иные яйцеклетки (необходимо пояснить, что у птиц пол потомства «записан» в яйцеклетке, а не в сперматозоиде, как у млекопитающих). Чтобы это проверить, исследователи провели остроумный эксперимент: перекрасили головы красноголовых самцов в черный цвет.

Самки полностью и безоговорочно поддались на этот обман. Красноголовые самки приняли перекрашенных самцов за «чужих» и вели себя соответственно: производили на свет в основном сыновей и плохо заботились о потомстве. Черноголовые самки, вступив в брак с перекрашенным генетически несовместимым самцом, были уверены, что сделали удачный выбор: они производили равное количество сыновей и дочерей и старательно ухаживали за птенцами.

Таким образом, самки различают самцов исключительно по цвету головы, не используя никаких других критериев (например, запаховых), по которым, теоретически, можно было бы различать самцов с разным генотипом. В естественных условиях этого достаточно, потому что цвет головы является надежным индикатором генотипа.

Источник: Sarah R. Pryke, Simon C. Griffith. Genetic Incompatibility Drives Sex Allocation and Maternal Investment in a Polymorphic Finch // Science. 2009. V. 323. P. 1605–1607.

См. также:
Высокая плодовитость отцов способствует рождению сыновей», «Элементы», 05.12.2006.

Александр Марков

Последние новости: Биология, Александр Марков

10 февраля В «системе вознаграждения» найдены нейроны, возбуждающиеся от хороших предчувствий

3 февраля При выборе спутника жизни от генов зависит, чего мы хотим, но не что получаем

1 февраля Параллельная эволюция изучена в эксперименте на бактериях

31 января Больные муравьи становятся асоциальными

27 января Изменение ветров, дующих над Южным океаном, пошло на пользу альбатросам

24 января Половой отбор порождает иллюзии

18 января Новая методика позволяет изучать белки, тесно соседствующие с ДНК

17 января Стресс помогает справиться с вредными мутациями

16 января Обнаружено хищное растение, которое ловит почвенных нематод подземными листьями

15 января Параллельная эволюция касты «сверхсолдат» у муравьев получила объяснение

Астрономические наблюдения недели

Новости науки почтой (рассылка на Subscribe.ru):