Удивительный мир мушиного секса
Все эти разговоры про Докинза и про эгоистичные гены привлекли мое внимание к недавней статье в Science о сексе у мух (популярно изложено здесь).
Эта статья посвящена тому факту, что самки дрозофил занимаются сексом 2-3 раза в неделю, хотя необходимость в спаривании у них возникает лишь раз в 2-3 недели. Зачем им тратить на секс время и энергию - не совсем понятно. Естественно, ученые не могли пройти мимо такого загадочного факта, а стандартные объяснения их не удовлетворяли.
Итак, самка дрозофилы полученную от самца сперму хранит в специальном отделении, откуда она ее выпускает по мере надобности. Причем не тяп-ляп, а скоординированно - по нескольку сперматозоидов на каждую проходящую мимо яйцеклетку. Рачительная хозяйка после одного спаривания может откладывать оплодотворенные яйца по 2-3 недели! Казалось бы, один раз заправился, и на две недели свободен. Но мух это почему-то не устраивает.
Теперь о том, что происходит со сперматозоидами внутри мухи. Оказывается, все эти две недели внутри каждой самки среди них идет борьба за выживание и за то, чтобы самка использовала первыми именно их - пока они не сдохли. Там такие страсти кипят... Одни из самых быстро эволюционирующих генов в природе - гены отвечающие за эту конкуренцию. К ним мы и идем. Конкуренция среди сперматозоидов настолько сильна, что ведет к появлению и распространению SR мутаций. Мутации эти ведут к тому, что от самцов, несущих эти мутации, рождаются лишь "девочки" (название SR происходит от sex ratio). Природа этих мутаций довольно разнообразна, но причина для их появления одна и та же - конкуренция между сперматозоидами несущими Y хромосому и несущими X хромосому (у каждого самца две половые хромосомы X и Y, они случайно распределяются между его сперматозоидами). Эти мутации часто появляются на X-хромосоме, и ведут к тому, что все сперматозоиды, несущие Y хромосому - умирают. Соответственно для X-хромосомы снижается конкуренция (в два раза), и практически гарантирует передачу потомству этого самца именно Х хромосомы (а вместе с ней и гена-мутанта).
Это случай интересен тем, что выгода тут получается лишь для эгоистичного гена, а самец от такого гена только страдает - ведь половина произведенной им спермы нежизнеспособна. Самки, кстати, тоже не в восторге. Во-первых, после спаривания им достается в два раза меньше сперматозоидов, чем обычно. Во-вторых, их внукам достанется этот дурацкий ген, который будет им кровь портить еще долго.
В свете этих фактов, идея статьи звучит довольно просто, а результаты - ожидаемы. Авторы предположили, что если в популяции дрозофил возникнут SR мутанты, то самкам будет выгодно спариваться с как можно большим количеством партнеров. Ведь тогда сперматозоиды, несущие SR, будут напрямую конкурировать с нормальными сперматозоидами. И поскольку у самцов, несущих SR мутации, сперматозоидов обычно в два раза меньше, чем у нормальных самцов, то при такой конкуренции мутанты будут проигрывать. Что они, собственно, и протестировали экспериментально. Создали две популяции мух, в одной из которых были самцы с SR мутацией, а в другой - нет. Через 10 поколений, самки в популяции с SR мутацией занимались сексом чаще, чем самки в популяции без этой мутации. ЧТД.
Эта статья посвящена тому факту, что самки дрозофил занимаются сексом 2-3 раза в неделю, хотя необходимость в спаривании у них возникает лишь раз в 2-3 недели. Зачем им тратить на секс время и энергию - не совсем понятно. Естественно, ученые не могли пройти мимо такого загадочного факта, а стандартные объяснения их не удовлетворяли.
Итак, самка дрозофилы полученную от самца сперму хранит в специальном отделении, откуда она ее выпускает по мере надобности. Причем не тяп-ляп, а скоординированно - по нескольку сперматозоидов на каждую проходящую мимо яйцеклетку. Рачительная хозяйка после одного спаривания может откладывать оплодотворенные яйца по 2-3 недели! Казалось бы, один раз заправился, и на две недели свободен. Но мух это почему-то не устраивает.
Теперь о том, что происходит со сперматозоидами внутри мухи. Оказывается, все эти две недели внутри каждой самки среди них идет борьба за выживание и за то, чтобы самка использовала первыми именно их - пока они не сдохли. Там такие страсти кипят... Одни из самых быстро эволюционирующих генов в природе - гены отвечающие за эту конкуренцию. К ним мы и идем. Конкуренция среди сперматозоидов настолько сильна, что ведет к появлению и распространению SR мутаций. Мутации эти ведут к тому, что от самцов, несущих эти мутации, рождаются лишь "девочки" (название SR происходит от sex ratio). Природа этих мутаций довольно разнообразна, но причина для их появления одна и та же - конкуренция между сперматозоидами несущими Y хромосому и несущими X хромосому (у каждого самца две половые хромосомы X и Y, они случайно распределяются между его сперматозоидами). Эти мутации часто появляются на X-хромосоме, и ведут к тому, что все сперматозоиды, несущие Y хромосому - умирают. Соответственно для X-хромосомы снижается конкуренция (в два раза), и практически гарантирует передачу потомству этого самца именно Х хромосомы (а вместе с ней и гена-мутанта).
Это случай интересен тем, что выгода тут получается лишь для эгоистичного гена, а самец от такого гена только страдает - ведь половина произведенной им спермы нежизнеспособна. Самки, кстати, тоже не в восторге. Во-первых, после спаривания им достается в два раза меньше сперматозоидов, чем обычно. Во-вторых, их внукам достанется этот дурацкий ген, который будет им кровь портить еще долго.
В свете этих фактов, идея статьи звучит довольно просто, а результаты - ожидаемы. Авторы предположили, что если в популяции дрозофил возникнут SR мутанты, то самкам будет выгодно спариваться с как можно большим количеством партнеров. Ведь тогда сперматозоиды, несущие SR, будут напрямую конкурировать с нормальными сперматозоидами. И поскольку у самцов, несущих SR мутации, сперматозоидов обычно в два раза меньше, чем у нормальных самцов, то при такой конкуренции мутанты будут проигрывать. Что они, собственно, и протестировали экспериментально. Создали две популяции мух, в одной из которых были самцы с SR мутацией, а в другой - нет. Через 10 поколений, самки в популяции с SR мутацией занимались сексом чаще, чем самки в популяции без этой мутации. ЧТД.