ЛИССАБОН — Иногда лучше не быть лучшим. Возьмите поршни. Те с большими рожками получают девочку чаще — но они также умирают моложе, согласно исследованию, представляемому здесь завтра на XIV Конгрессах европейского Общества Эволюционной Биологии. Компромисс помогает объяснить долгосрочную проблему о том, почему лучшие гены для скрещивания не вступают во владение.
Обдумывая тщательно продуманное оперение павлина, отец эволюционной биологии, Чарльз Дарвин, предложил, чтобы двигатель для пола — и для производства потомков — был сильной силой в развитии. Отражение потенциальных конкурентов или соперничание за внимание женщины заставили мужчин быть еще более чрезвычайными — больше, более сильный, более красочный. Этот процесс, названный половым отбором, должен также влиять на гены, так, чтобы только версии генов, приводящих к этим расширенным качествам, существовали. Но это не то, что происходит в реальном мире. Существует много маленьких, слабых мужчин среди суперменов.
Овцы являются хорошим примером. Мужчины с самыми большими рожками получают овцу чаще — они борются друг с другом по помощникам, и большие рожки обеспечивают преимущество. Все же у некоторых парней все еще есть короткие рожки. «Это всегда было что-то вроде тайны, относительно того, почему была бы такая разновидность в роговом типе», говорит эволюционный биолог Сьюзен Джонстон из Эдинбургского университета в Соединенном Королевстве.
Джонстон понял, что она могла бы быть в состоянии решить этот парадокс путем анализа долгосрочных данных о диких овцах, живущих на острове от побережья Шотландии. Она и ее коллеги собирали информацию относительно овец Соэя с 1985 и вели учет на том, сколько времени овцы живут, каких потомков они производят на свет, и другие черты биологического цикла. Исследователи также собрали генетические данные, оценив диапазон основ ДНК под названием SNPs в определенных пятнах в геноме. Между тем исследование в области диких и домашних овец показало, что один ген прежде всего управляет роговым размером у этих животных. Таким образом исследователи могли связать данные о биологическом цикле с версиями гена рогового размера у каждого животного. «Немного исследований были в состоянии исследовать все эти компоненты эволюционного уравнения одновременно», говорит Рассел Бондурянский, эволюционный биолог в университете Нового Южного Уэльса в Сиднее, Австралия, кто не был связан с работой.
Бригада Джонстона проанализировала 1 750 овец, что они изучили более чем 2 десятилетия. Они нашли две версии или аллели, рогового гена, большой роговой аллели и маленько-роговой аллели. Овец несут или две из той же аллели или одного из каждого. Как ожидалось поршни с двумя большими роговыми аллелями вызвали мутацию у самых больших рожков и произвели на свет больше ягнят — приблизительно три в год, по сравнению с только 1,6 потомками в год для мужчин, несших две маленько-роговых аллели. Но мужчины с двумя маленько-роговыми аллелями жили дольше, имея 75%-ю возможность выживания каждый год, по сравнению с 61%-м шансом в мужчинах с двумя аллелями толсторога. «Роговая длина имеет противоположные эффекты на воспроизводство и выживание», говорит Томас Флэтт, эволюционный биолог в университете Лозанны в Швейцарии, не связанный с исследованием.
Джонстон предполагает, что этот результат на выживание мог быть косвенным: мужчины с маленькими рогами могут провести намного больше времени, питаясь и заботящийся о себе, потому что у них нет женщин, чтобы следить и ухаживать.
Пожизненная пригодность животного — как хорошо это делает в жизни — является комбинацией того, сколько времени это живет и сколько потомков это производит. Люди с одной аллелью каждого типа имеют лучший из обоих миров — великоватых рожков и длинной жизни — и преуспели, бригада Джонстона является в конференцию и также онлайн сегодня по своей природе. Они производят приблизительно трех потомков в год и длятся среднее число четырех брачных периодов в противоположность трем сезонам для поршней с двумя большими роговыми аллелями. Учитывая преимущество наличия одной из каждой аллели, «[естественный] выбор не может избавиться от одной из аллелей», добавляет Флэтт.
«Это исследование обеспечивает очень четкое, востребованное подтверждение, что генетическое изменение в важных чертах сохраняется компромиссами между компонентами пригодности, такими как выживание и воспроизводство», говорит Бондурянский. «Это говорит нам генетическое основание [сексуально отобранный], черты могут быть поразительно простыми».
Кроме того, Джонстон говорит, «как генетическое изменение сохраняется, основной принцип многих различных реальных проблем». Это может иметь значение для здоровья; например, в Африке аллель, приводящая к анемии серповидного эритроцита, упорствует в людях, потому что это также защищает от малярии. Генетическое изменение в зерновых культурах становится более ценившим также, поскольку то разнообразие должно помочь растениям противостоять патогенам лучше. И разновидность может быть тем, что экономит разновидности, вынужденные адаптироваться к изменению климата.
*Исправление, 21 августа, 13:58: Сьюзен Джонстон в Эдинбургском университете, не университете Шеффилда, как ранее сообщается.