Бесполые улитки: Бесполые улитки. Секс и эволюция человеческой природы

Бесполые улитки. Секс и эволюция человеческой природы

Бесполые улитки

Но все это — скорее абстрактные рассуждения, чем результаты точных научных экспериментов. Есть более очевидные свидетельства в пользу «паразитной теории» возникновения полового размножения. Самое тщательное ее исследование было проведено в Новой Зеландии тихим американским биологом по имени Кертис Лайвли, который впервые занялся эволюцией полового размножения, когда писал студенческую курсовую работу. Вскоре он оставил другие исследования и сосредоточился именно на этом вопросе, для чего поехал в Новую Зеландию, где стал изучать улиток ручьев и озер. Там-то он и обнаружил, что в одних популяциях нет самцов и размножение происходит бесполо, а в других самки спариваются с самцами и две половые формы устойчиво воспроизводятся. Исследователь оценивал распространенность полового размножения, подсчитывая долю самцов в выборках. Если верна теория «викария из Брэя» и улиткам половое размножение необходимо для адаптации к изменениям окружающей среды, то в ручьях — более изменчивых местообитаниях — самцов должно было быть больше, чем в озерах.

Если верна «теория заросшего берега», и половое размножение происходит из-за внутривидовой конкуренции, то все должно быть наоборот, ибо озера — это стабильные, перенаселенные местообитания. А если верна паразитная теория, самцов больше там, где больше паразитов{107}.

Больше всего самцов оказалось в озерах, в среднем — около 12 %. А в ручьях — 2 %. Соответственно, «теория викария из Брэя» идет на свалку. Но в озерах и паразитов больше — соответственно, паразитную теорию нельзя сбрасывать со счетов. И чем внимательнее Лайвли изучал вопрос, тем более обещающей выглядела именно она. Не было ни одной популяции половых форм, в которой не было бы паразитов{108}.

Но первое исследование не исключало «теорию заросшего берега», поэтому Лайвли вернулся в Новую Зеландию и повторил исследование. На этот раз он намеревался выяснить, были ли улитки и их паразиты генетически адаптированы друг к другу. Он брал последних из одного озера и пытался заразить ими первых из другого.

Оказалось, паразиты лучше всего заражают улиток из своего родного озера. Это, вроде бы, опровергает паразитную теорию. Но ожидать, что хозяин должен быть более устойчив к «своей» инфекции — очень хозяиноцентрично (почему бы, наоборот, паразиту не быть более вирулентным для «своего» хозяина?). Паразит все время пытается перехитрить защиту «своей» улитки и, вероятнее всего, отстает от нее всего на один молекулярный шаг — его ключи подходят к замкам, которые у хозяйки еще недавно были наиболее распространены. А у улиток из другого озера замки сильно отличаются. Поскольку паразит, о котором идет речь (маленькое создание под живописным названием Microphallus), попросту кастрирует улитку, преимущество последних с новыми замками просто огромно. Сейчас Лайвли проводит лабораторный эксперимент, чтобы выяснить, действительно ли присутствие паразитов предотвращает вытеснение половых форм бесполыми
{109}
.

Новозеландские улитки не позволяли сделать однозначный вывод, но другое исследование Лайвли — на маленькой мексиканской рыбке под названием пецилиопсис — значительно укрепило позиции паразитной теории. Пецилиопсис иногда скрещивается с родственным видом и производит триплоидного гибрида (имеющего все гены в трех копиях). Триплоиды не могут воспроизводиться половым путем, но каждая гибридная самка в состоянии бесполо производить собственные клоны — если, конечно, получает от нормального самца сперму (которая не участвует в оплодотворении, но запускает механизм воспроизводства). Лайвли и Роберт Вриенхок (Robert Vrijenhoek) из университета Рутгерса в Нью-Джерси ловили пецилиопсисов в трех разных прудах и считали у них количество пятен, вызываемых цистами трематод. Чем большей была рыба, тем больше на ней было черных пятен. В первом пруду гораздо больше пятен оказалось у бесполо размножающихся гибридов, а не у половых форм. Во втором, где сосуществовали два разных бесполых клона, представители более распространенного из них были заражены сильнее, а более редкий клон и половые формы оказались в основном устойчивы к инфекции. Именно это Лайвли и предсказывал: черви приведут свои ключи в соответствие с самыми распространенными в пруду замками, каковыми будут являться представители самого распространенного клона.

Более редкий же, а также половые формы, замки которых более уникальны, окажутся в относительной безопасности.

Но самое интересное происходило в третьем пруду. В засуху 1976-го он высох и через два года был реколонизирован всего несколькими пецилиосисами. К 1983-му все они стали высокоинбредными, и половые формы оказались даже более восприимчивы к трематодам, чем клоны. А вскоре более 95 % здешних пецилиопсисов составляли бесполые клоны. Это полностью согласуется с паразитной теорией, поскольку половое размножение не дает преимущества, если не увеличивает генетического разнообразия[36]: не имеет смысла менять замок, если в магазине продается только один его вариант. В качестве источника новых типов замков Лайвли и Вриенхок подселили в пруд нескольких размножающихся половым путем самок. И за несколько лет половые формы стали абсолютно невосприимчивы к трематодам, которые теперь принялись атаковать гибридных клонов — и половых форм в пруду стало более 80 %. Чтобы преодолеть двойной проигрыш в числе потомков, половому размножению оказалось необходимо всего лишь немного генетического разнообразия

{110}.

Это исследование на пецилиопсисах — прекрасная иллюстрация того, как половое размножение позволяет хозяевам ставить своих паразитов перед дилеммой: какой ключ выбрать. Конкурируя друг с другом, они должны все время совершать выбор, настраиваться на самый распространенный тип хозяев и, таким образом, пилить сук, на котором сидят, способствуя лучшему выживанию хозяина менее распространенного типа. Чем лучше ключи паразитов подходят к замкам, тем быстрее хозяин поменяет их

{111}.

Половое размножение заставляет паразитов все время подбирать ключи. Завезенная в Чили из Европы ежевика стала там сорняком, и чтобы контролировать ее численность, туда ввезли ржавчинный гриб. Он хорошо справлялся с бесполыми формами ежевики, но не смог ничего сделать с половыми. Потомство от скрещивания разных сортов ячменя или пшеницы выживает лучше, чем чистые сорта, и около 2/3 этого преимущества можно отнести к тому, что ложномучнистая роса на гибридных сортах распространяется хуже, чем на чистых{112}.

Эксперимент на улитках подтвердил классическую идею о «двойной цене самцов» • Александр Марков • Новости науки на «Элементах» • Эволюция, Биология

В 1970-е годы Джон Мейнард Смит показал, что бесполое размножение, при выполнении ряда простых условий, должно давать двойной репродуктивный выигрыш по сравнению с раздельнополостью. Эта идея стимулировала поиск преимуществ полового размножения, которые должны перевешивать «двойную цену самцов». При этом неясно, в какой мере модель Мейнарда Смита приложима к реальной жизни, поскольку измерить цену полового размножения у реальных видов трудно. Американским биологам удалось это сделать для новозеландской улитки Potamopyrgus antipodarum. В природных популяциях данного вида нормальные самки и самцы сосуществуют с «бесполыми» самками, размножающимися без помощи самцов. Эволюционные эксперименты в 1000-литровых контейнерах, где улитки были избавлены от хищников, паразитов и конкуренции, показали, что в таких условиях доля бесполых особей растет в точности по Мейнарду Смиту. В природе бесполые улитки не могут вытеснить раздельнополых из-за паразитов, от которых сильнее всего страдают бесполые клоны, достигшие высокой численности.

Биологи потратили немало сил, чтобы выяснить, зачем нужен такой громоздкий и неэффективный на первый взгляд способ передачи генов следующим поколениям, как половое размножение. Успехи в этой области достигнуты немалые: выявлен целый ряд механизмов, способных в различных ситуациях обеспечить как долгосрочное, так и краткосрочное (за одно поколение) эволюционное преимущество особям, размножающимся половым путем (см. ссылки в конце новости, а также важную новую статью в Science, написанную ведущими российскими эволюционистами в соавторстве с зарубежными коллегами: M. Sohail et al., 2017. Negative selection in humans and fruit flies involves synergistic epistasis).

Интерес к данной теме среди эволюционистов существовал всегда, однако его оживление в последние десятилетия во многом связано с идеей Джона Мейнарда Смита (John Maynard Smith) о «двойной цене пола» или «двойной цене самцов» (см. : Two-fold cost of sex). Суть идеи в том, что если у какой-нибудь самки — представительницы обычного раздельнополого вида — произойдет мутация, позволяющая ей размножаться без помощи самцов, то, при прочих равных условиях, это даст ей и ее потомству двойной выигрыш в скорости размножения. Нормальная самка тратит половину своего репродуктивного потенциала на производство сыновей, которые сами не могут производить потомков, тогда как мутантная самка будет рожать исключительно дочерей, таких же самодостаточных, как и она сама (рис. 2А). Поэтому потомство бесполой самки-мутантки должно быстро вытеснить конкурентов, продолжающих тратить силы на производство самцов. Если же в реальных популяциях раздельнополых эукариот половое размножение не вытесняется повсеместно бесполым, то это — нетривиальный факт, требующий объяснений. Из него следует, что секс дает организмам какие-то очень важные преимущества, перевешивающие «двойную цену самцов» (см.: Опыты на червях доказали, что самцы — вещь полезная, «Элементы», 23. 10.2009).

Пока эволюционисты увлеченно и успешно выявляли преимущества полового размножения, как-то подзабылось, что исходное рассуждение Мейнарда Смита о двойной цене самцов, несмотря на всю свою логичность, является всё же умозрительным построением, а не эмпирическим фактом. Опыт показывает, что реальность всегда сложнее и многограннее тех красивых теорий, на которых основан научный прогресс (по крайней мере в биологии).

Модель «двойной цены самцов» основана на ряде допущений, из которых одни заключены в формулировке «при прочих равных условиях», а другие должны оговариваться отдельно. Например, цена самцов не будет равна двум (то есть половые особи не будут производить ровно вдвое меньше доживающих до зрелости потомков, чем бесполые), если соотношение полов отличается от 1:1 или если затраты на производство сыновей и дочерей не одинаковы. Цена самцов не будет двойной и в том случае, если переход к бесполому размножению связан с какими-то дополнительными выигрышами (например, с ростом плодовитости) или, наоборот, затратами (например, с пониженной выживаемостью потомства), то есть не соблюдается равенство «прочих условий». Очевидно, например, что отказ от секса позволяет сэкономить еще и на поиске и выборе партнеров; если экономия велика, «цена самцов» окажется выше.

Анализ подобных отягчающих обстоятельств привел некоторых авторов к мысли о том, что «двойная цена», возможно, является слишком далекой от реальности абстракцией (см.: S. Meirmans et al., 2012. The Costs Of Sex: Facing Real-world Complexities).

Для прояснения ситуации хорошо бы научиться непосредственно измерять «цену» самцов у реальных видов, а это непростая задача. Американские биологи попытались ее решить, экспериментируя с замечательно подходящим для данной цели объектом — новозеландской пресноводной улиткой Potamopyrgus antipodarum. Статья с описанием полученных результатов открывает первый выпуск нового журнала открытого доступа Evolution Letters, организованного Европейским обществом эволюционной биологии (ESEB), Обществом по изучению эволюции (SSE) и издательством John Wiley and Sons (см.: Jon Slate. Introducing Evolution Letters). Появление нового журнала связано с резким ростом числа эволюционных исследований, с которым уже не справляются имеющиеся журналы (Evolution, Journal of Evolutionary Biology, BMC Evolutionary biology и другие).

В природных популяциях P. antipodarum нормальные диплоидные самцы и самки сосуществуют с «бесполыми» триплоидными самками, размножающимися клонально (потомство генетически идентично матери). Бесполые самки не только не нуждаются в самцах для продолжения рода, но и физически не способны к половому размножению. Поэтому гены бесполых клонов не смешиваются с генофондом половой части популяции. Бесполые самки — родоначальницы новых клонов — изредка появляются в результате геномных мутаций.

Улитки P. antipodarum — инвазивный вид, расселившийся далеко за пределы своей исторической родины. Интересно, что в водоемах Америки расплодились лишь бесполые представители вида, хотя в Новой Зеландии половые и бесполые особи сосуществуют, не вытесняя друг друга.

Главная причина, сдерживающая размножение бесполых улиток в пределах исходного ареала, хорошо известна. Это местные паразиты — трематоды Microphallus, для которых улитки P. antipodarum служат промежуточными хозяевами, а окончательными — водоплавающие птицы. Трематоды делают зараженную улитку бесплодной.

Половое размножение постоянно перекомбинирует защитные гены улиток, тогда как у бесполых клонов их комбинация остается одной и той же. Поэтому коэволюционирующие паразиты с трудом справляются с защитой половых особей, но быстро вырабатывают способность пробивать защиту наиболее массовых клонов, подрывая их численность (см.: Польза самцов доказана экспериментально, «Элементы», 18.07.2011). В данном случае имеет место частотно-зависимый отбор: чем выше численность бесполого клона, тем выше его зараженность паразитами. Скорее всего, бесполые улитки стали безудержно размножаться в чужих краях именно потому, что там нет их главных врагов — специализированных паразитов-трематод.

Авторы обсуждаемой статьи поставили себе целью измерить «цену самцов» у P. antipodarum в отсутствие таких осложняющих обстоятельств, как паразиты и хищники, заодно сведя к минимуму и внутривидовую конкуренцию. Для этого они проводили свои эксперименты в изолированных 1000-литровых емкостях (рис. 1), где не было ни хищников, ни водоплавающих птиц, от которых улитки могли бы заразиться трематодами. В течение четырех сезонов, с 2012 по 2015 год, летом (в январе) авторы ловили диких улиток в озере Александрина. Улов просеивали через сито с ячеей 1,7 мм, чтобы отобрать молодь, еще не начавшую размножаться (улитки P. antipodarum достигают половой зрелости при размере 2,5 мм) и не успевшую нахватать паразитов. В итоге, правда, выяснилось, что около 10% отобранных улиток все-таки были заражены трематодами. Но они не могли заразить других в ходе эксперимента и не учитывались при анализе результатов (напомним, что зараженные улитки бесплодны).

Юных улиток, пойманных в разных точках побережья, смешивали в равных пропорциях, чтобы максимизировать генетическое разнообразие искусственных популяций. Затем из этой смеси наугад отбирали 800 особей и помещали в 1000-литровый резервуар — «мезокосм». В течение первых двух недель улиток подкармливали спирулиной, после чего они должны были сами о себе заботиться, питаясь той растительностью, которая естественным образом росла в резервуаре. Большой объем мезокосма в сочетании с невысокой численностью и мелкими размерами улиток позволял надеяться, что конкуренция между особями за ресурсы будет минимальной. Каждый год заселялось по 6 мезокосмов. Таким образом, за четыре года эксперимент был повторен 24 раза.

Спустя год из контейнера извлекали всех улиток: «родителей», которые успевали за это время подрасти и приступить к размножению, и их потомство, которое было еще очень мелким и легко отделялось от родителей при помощи сита. Половых и бесполых особей различали при помощи проточной цитометрии, пользуясь тем обстоятельством, что у триплоидных бесполых улиток в полтора раза больше ДНК в ядре каждой клетки, чем у диплоидных половых.

Основной результат показан справа на рис.  3. Заключается он в том, что в поколении потомков доля бесполых особей (q) увеличилась в среднем в 1,6 раза по сравнению с поколением родителей. Различие статистически достоверно, а значит, улиткам в условиях эксперимента действительно приходилось платить некую цену за половое размножение.

Теперь нужно было выяснить, соответствует ли выявленный рост величины q именно двойной цене самцов (= 2), предсказанной Мейнардом Смитом. Здесь нужно пояснить, что рассуждения Мейнарда Смита основывались на предположении об изначальной редкости бесполых особей (всё начинается с появления одной мутантной самки). В этом случае двойная цена самцов должна приводить к удвоению величины q в каждом поколении. Однако, чем выше становится величина q, тем ниже будет ее относительный прирост в каждом поколении при той же «цене самцов» (см. правый верхний график на рис. 2).

В подопытных популяциях бесполые улитки изначально не были редкими. Их было в среднем около 30% (см.  график на рис. 3), а при такой исходной частоте (qt = 0,3) их доля при = 2 должна была за поколение вырасти не вдвое, а примерно в 1,54 раза. Можно заметить, что это очень близко к полученному значению 1,6.

Авторы подвергли результаты сложной статистической обработке, чтобы понять, какая из нескольких альтернативных моделей лучше всего их описывает. В итоге гипотеза об отсутствии цены самцов (= 1) была решительно отвергнута, так же как и предположение о том, что эта цена была разной в разные годы. Самую сильную поддержку получила гипотеза о двойной цене самцов (= 2; модель описывается уравнением qt+1 = 2qt/(1+qt)). На втором месте оказалась модель, в которой цена самцов была подбираемым параметром (эта модель соответствует уравнению над нижним графиком на рис. 2). При этом наиболее правдоподобная величина c получилась чуть больше двух (2,14).

Таким образом, в отсутствие паразитов и хищников и при минимальной внутривидовой конкуренции улитки платят за половое размножение цену, очень близкую к двойной. По-видимому, это означает, что в данном случае «все прочие условия» (плодовитость самок, жизнеспособность их потомства и т. д.) действительно равны, как и предполагалось в исходном рассуждении Мейнарда Смита, а наблюдаемая разница в скорости размножения полностью объясняется тем, что половая часть популяции включает в себя самцов, которые сами не производят потомства, в отличие от бесполой части, представленной только самками.

Впрочем, детальный анализ данных все же показывает, что ситуация может быть несколько более сложной. Не исключено, что «прочие условия» на самом деле не совсем равны, однако имеющиеся отклонения взаимно уравновешиваются. Так, авторы отмечают, что в выводке бесполой самки в среднем на 21% больше эмбрионов, чем в выводке обычной самки. Иными словами, бесполые самки более плодовиты (и не похоже, что эта разница компенсируется пониженной выживаемостью эмбрионов). Если отказ от секса повышает плодовитость самок, это должно увеличивать «цену самцов». С другой стороны, в половой части популяции самки численно преобладают над самцами (61% самок; авторы предполагают, что дело тут в повышенной смертности самцов на ранних стадиях, а производится на свет самцов и самок поровну). Преобладание самок должно снижать цену самцов. Не исключено, что эти два обстоятельства — пониженная плодовитость нормальных самок и соотношение полов, смещенное в сторону преобладания самок — уравновешивают друг друга.

Так или иначе, исследование показало, что идея Мейнарда Смита о двойной цене самцов — не пустая абстракция. Она адекватно описывает реальность — по крайней мере в случае новозеландской улитки Potamopyrgus antipodarum. Поэтому половое размножение, чтобы не исчезнуть в ходе эволюции, должно обеспечивать этим улиткам преимущество, как минимум равное цене самцов, то есть двойное. К счастью, нам уже известна природа этого преимущества (или, по крайней мере, важной его части): мы знаем, что половое размножение помогает улиткам удерживать паритет в эволюционной гонке вооружений с паразитами. Если паразитов убрать, популяция P. antipodarum, по-видимому, быстро станет полностью бесполой.

Будем надеяться, что вскоре удастся провести аналогичные исследования и на других видах, у которых все может оказаться по-другому.

Источник: Amanda K. Gibson, Lynda F. Delph, Curtis M. Lively. The two-fold cost of sex: Experimental evidence from a natural system // Evolution Letters. 2017. V. 1. P. 6–15. DOI: 10.1002/evl3.1.

См. также:
1) Половое размножение помогает отбору отделять полезные мутации от вредных, «Элементы», 01.03.2016.
2) Опыты на червях доказали, что самцы — вещь полезная, «Элементы», 23.10.2009.
3) Разнообразная среда способствует половому размножению, однообразная — бесполому, «Элементы», 15.11.2010.
4) Польза самцов доказана экспериментально, «Элементы», 18.07.2011.
5) Дрожжи занимаются сексом не от хорошей жизни, «Элементы», 18.04.2012.

Александр Марков

Бесполое размножение улиток | Домашние животные на сайте Mom.com. Улитки разных видов имеют разную анатомию, поведение и среду обитания. Некоторые улитки являются гермафродитами, некоторые размножаются половым путем, а некоторые виды пресноводных прудов размножаются бесполым путем.

Несколько видов, в том числе новозеландская грязевая улитка (Potamopyrgus antipodarum), могут размножаться как половым, так и бесполым путем.

Бесполое размножение

Бесполое размножение не требует оплодотворения. Половой активности не происходит, равно как и слияния мужских и женских гамет. Во время процесса, называемого партеногенезом, деление клеток позволяет неоплодотворенной женской гамете развиваться без ауто- или полового оплодотворения. В результате получается клон или точная копия родительской улитки.

Улитки-гермафродиты

Улиток-гермафродитов часто принимают за бесполых. Их внутреннее половое оснащение включает мужские и женские органы, а также гермафродитные органы. Гермафродитные гонады производят как яйцеклетки, так и сперматозоиды, обеспечивая самооплодотворение путем слияния мужских и женских гамет. В отличие от бесполого размножения, это тип оплодотворения, хотя только одно животное производит как мужские, так и женские клетки.

Преимущества и недостатки бесполого размножения

Бесполое размножение — эффективный процесс, быстро дающий обильное потомство при использовании небольшого количества энергетических ресурсов. Бесполое размножение может быстро увеличить численность вида в малонаселенной среде обитания. Каждый детеныш улитки генетически такой же, как родитель. Это означает, что любые вредные мутации, переносимые родителем, передаются потомству, что может представлять опасность для вида. Потомки, размножающиеся половым путем, несут в два раза меньше вредных мутаций, чем потомки, размножающиеся бесполым путем. Бесполые улитки не развиваются в ответ на изменения окружающей среды.

Продолжающиеся исследования репродукции улиток

Разнообразие репродукции улиток таит в себе множество загадок, готовых для научных исследований. Некоторые виды гермафродитов могут время от времени самооплодотворяться, а в другое время оплодотворять яйца половым путем. Гермафродиты способны менять пол по мере необходимости. Некоторые виды улиток размножаются только посредством половой активности самцов и самок, в то время как другие размножаются только бесполым путем или бесполым путем, когда это необходимо, и половым путем в другое время.

Ссылки

  • Живой мир моллюсков: размножение брюхоногих моллюсков
  • Newswise: секс и одиночная улитка
  • What-When-How.com: размножение, развитие и история жизни
  • Encyclopedia.com: размножение, бесполое и половое
  • Управление по охране и охране природы штата Вашингтон: Грязевая улитка Новой Зеландии
  • Геологическая домашняя страница США: Неаборигенные водные виды

Фото предоставлено

Writer Bio

Карен Михайло пишет с 2009 года. С 1982 года профессионально занимается грумером собак, имеет сертификат по массажу для собак. Михайло имеет степень младшего специалиста в области социальных услуг в Техническом и общественном колледже Делавэра.

Биологи говорят, что из-за этих улиток секс кажется бессмысленным

Большинство животных, включая людей, имеют две копии своего генома — полный набор инструкций, необходимых для создания каждой клетки, ткани и органа в организме.

Но некоторые животные несут более двух полных наборов — явление, известное как полиплоидия. Биологи давно задавались вопросом, помогают ли эти дополнительные хромосомы или мешают видам, у которых они есть.

«Это еще больше усложняет объяснение роли секса».

В новом исследовании с участием нескольких поколений пресноводных улиток в Новой Зеландии исследователи обнаружили, что полиплоидия не является преимуществом или недостатком для самок, вынашивающих потомство без помощи самцов.

Наоборот, именно сексуальность улиток создает преимущество: бесполые самки растут в два раза быстрее в поздней ювенильной фазе и достигают репродуктивной зрелости на 30 процентов быстрее, чем самки улиток, которые спариваются с самцами.

[Рыбы-пилы во Флориде отказываются от секса и выбирают девственное рождение]

Это само по себе поднимает фундаментальные биологические вопросы: если бесполые самки растут быстрее и рожают детей гораздо быстрее, чем половые самки, то какова цель секса и почему это доминирующий способ размножения в животном мире?

«Когда мы проводили исследование, мы думали, что полиплоидия вредна для асексуалов, но не нашли никаких доказательств этого», — говорит Морин Нейман, доцент биологии Университета Айовы. «Это еще больше затрудняет объяснение роли секса».

Грязевые улитки Potamopyrgus antipodarum обитают в озерах и ручьях по всей Новой Зеландии. Они также были обнаружены в Айдахо в 1987 году и с тех пор распространились на Великие озера и дальше на восток до Чесапикского залива. (Фото: Bart Zjilstra)

Грязевые улитки, Potamopyrgus antipodarum , живут в озерах и ручьях по всей Новой Зеландии. Они также были обнаружены в Айдахо в 1987 году и с тех пор распространились на Великие озера и дальше на восток до Чесапикского залива, по данным Министерства сельского хозяйства США, которое классифицирует животных как инвазивные виды.

Половые и бесполые самки, как известно, живут в одних и тех же озерах Новой Зеландии, хотя они также существуют отдельно в других озерах. Самцы будут спариваться с любым из них, но их гены не передаются при встречах с бесполыми самками. Эти факторы, а также обилие улиток сделали их хорошим видом для проверки эффектов полиплоидии.

Шаг улитки

Исследователи сравнили половозрелых самок улиток, имеющих только две копии генома, с бесполыми самками, имеющими три и четыре копии. Вместе они произвели достаточно поколений, чтобы занять 1500 чашек — одна чашка на улитку.

«Когда мы начинали, мы думали, что проект займет от шести до девяти месяцев, — говорит Кейтлин Ларкин. «Наоборот, на это ушло более трех лет. Мы узнали, что эти улитки растут со скоростью улитки».

Исследователи обнаружили, что бесполые самки, независимо от количества геномных копий, которыми они обладали, быстрее росли и быстрее достигали репродуктивной зрелости, чем половые самки. Говоря человеческим языком, это было бы так, как если бы бесполые самки могли производить детей в возрасте 13 лет, в то время как половые самки не достигали бы репродуктивного возраста до 18 лет. Прибавьте к этому тот факт, что бесполые самки производят потомство только женского пола, и Вы удивляетесь, почему половые самки улиток все еще существуют.

«Дело не только в том, что (асексуалы) не производят мужчин. Бесполые дочери тоже растут быстрее», — говорит Нейман.

До исследования, опубликованного в журнале Ecology and Evolution , исследователи думали, что бесполые самки будут нести дополнительные расходы за каждый дополнительный геном, потому что они будут битком набиты метаболически дорогими ингредиентами, такими как РНК и белки. Так обстоит дело с растениями, такими как пшеница. Но не было никакой разницы в скорости роста, длине раковины или времени до репродуктивной зрелости между бесполыми самками с тремя геномными копиями и с четырьмя, что исключает эту теорию.

[Асексуальность не только обречена, она заразна]

Вместо этого сюрприз заключался в том, что бесполые самки, казалось, не платили никакой цены за наличие этих дополнительных геномов. На самом деле никаких явных недостатков не было.

Итак, почему существуют половые самки улиток и как они выживают, сосуществуя и конкурируя с бесполыми самками?

Частично ответ может заключаться в паразитическом червяке, питающемся улитками. Бесполые самки более уязвимы, потому что геномы их потомков являются точными копиями их собственных, что облегчает их поиск и уничтожение. Половые самки, поскольку они спариваются, наследуют отдельный, отличный набор геномов, который диверсифицирует генофонд и, таким образом, делает их более способными противостоять атакам паразитов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *