Секс — вещь довольно затратная, во всяком случае с эволюционной точки зрения. Вопрос о причине его возникновения уже долгое время вызывает горячие дискуссии у ученых. В конце концов, почему бы просто не производить клонов и просто передать свои гены, сохраняя при этом всю ту энергию, которую необходимо затратить на поиск полового партнера?
Исследование, опубликованное сегодня в Nature, показывает, что вид коловраток, Brachionus calyciflorus, который может давать потомство как половым путем, так и бесполым, выбирает половой способ размножения чаще в неоднородных условиях, чем в однородных, что указывает на роль неоднородности среды в эволюции сексуального поведения животных.
«Мы наблюдали как инвестирование ресурсов в секс изменялось с течением времени, так что мы могли проверять различные гипотезы об эволюции секса, и смотреть какие условия ей способствуют», — говорит Луц Бекс (Lutz Becks), биолог-эволюционист из университета Торонто в Канаде, который руководил исследованием.
Ученые использовали коловраток для выяснения причин перехода организмов к половому размножению.
Коловратки — крошечные пресноводные планктонные животные. Вид B. calyciflorusgenerally, на котором проводилось исследование, как правило предпочитает бесполое размножение. Но иногда, когда условия этому способствуют, он переходит к половому размножению. Ученые использовали этих животных, собранных в естественных условиях, для исследования вопроса, что же именно побуждает их к половому размножению.
Исследователи разделили коловраток на три группы, по 10 тыс. в каждой. Эти группы были разбиты на популяции, между которыми особи могли мигрировать. Одна группа содержалась в условиях хорошей и обильной пищи, вторая — недостатка пищи, а третья была разделена на две популяции: с хорошей пищей и плохой (таким образом моделировались неоднородные условия).
После 12 недель ученые изучили яйца, отложенные коловратками. В группах, находящихся в однородных условиях, 7% яиц были темного цвета, что говорило об их половом происхождении. В группах с неоднородными условиями, таких яиц было в два раза больше — 15%. Это показывает роль разнообразия условий в выборе полового типа воспроизводства потомства. Но на этом исследование не закончилось.
Было обнаружено, что доля яиц, произведенных половым путем, падала во всех экспериментальных группах, находящихся как в однородных, так и в неоднородных условиях. Тогда ученые поместили группу коловраток с неоднородными условиями в однородную среду. Они по-прежнему могли мигрировать, но теперь условия везде оставались одинаковыми. Коловратки на это отреагировали ростом доли яиц, полученных половым путем, еще раз подтвердив роль именно изменения окружающей среды в переходе к половому размножению.
По мнению авторов исследования половой тип размножения становится более выгодным по отношению к затратами на него, только когда условия среды меняются. В этом случае половое размножение приводит к большему разнообразию признаков у потомства и какая-то его часть, вероятно, окажется более приспособленной к новым условиям. В случае же, когда условия неизменны, для тех, кто в них уже выжил и дожил до репродуктивного возраста, более выгодно просто сделать свою копию, зачем меняться лишний раз?