Любовь самок гуппи к ярким самцам объяснили генами и освещением

Японские ученые выяснили, что за реакцию самок гуппи (Poecilia reticulata) на самцов отвечает их генотип, регулирующий восприятие света с разной длиной волны, а также освещенность их места обитания. Исследователи показали, что рыбы с разным генотипом по-разному реагируют на разные цвета, а те, у кого экспрессия генов, отвечающих за восприятие ярких цветов, выше, предпочитают проводить больше времени в компании ярких самцов. Статья опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Среди некоторых видов рыб распространен половой дихроматизм — разновидность полового диморфизма, при которой окрас самцов сильно отличается от окраса самок и служит, таким образом, главным сигналом для привлечения внимания особи. Это наблюдается, к примеру, у рыбок гуппи, у чьих самок наблюдается разный уровень предпочтения к самцам разного окраса. Тем не менее, до сих пор до конца не ясно, чем именно обусловлено такое предпочтение: с одной стороны, влиять может разница в восприятии цвета самками, а с другой — внешние факторы, например, освещение.

Проверить это решили японские ученые под руководством Юсуке Сакая (Yusuke Sakai) из Университета Тохоку. У рыбок гуппи всего девять генов, отвечающих за фоточувствительность, а именно — за экспрессию светочувствительных рецепторов опсинов. Сосредоточиться ученые решили на LWS-1 (long-wavelength-sensitive-1) — гене, который отвечает за работу опсина, реагирующего на свет с длинной длиной волны (соответствует красному цвету). Для этого они вывели самок гуппи с разными LSW-1-генотипами: от них зависит вариация в экспрессии не только самого LSW-1, но также и некоторых генов, отвечающих за чувствительные к синему опсины. Для того, чтобы оценить влияние внешних факторов на восприятие сенсорных сигналов со стороны самцов, самок выращивали в аквариумах с разными уровнями освещения.

Ученые проверили чувствительность самок к свету с длиной волны 532 и 600 нанометров (соответствует свету, за восприятие которых отвечает светочувствительные опсины, регулируемые LWS-1) при помощи оценки их оптомоторного ответа, то есть того, как их движения регулируются источником света. Исследователи выяснили, что восприятие такого света самками значительно (p = 0,015) зависит от того, при каком освещении они выращивались, а также от их LSW-1-генотипа.

Затем самкам одновременно показали видеозаписи самцов гуппи с ярко-рыжим и бледно-рыжим окрасом. Ученые выяснили, что повышенная экспрессия LWS-1 и LWS-2 (другого гена, отвечающего за восприятие света с длинной длиной волны), а также двух других генов, отвечающих за экспрессию чувствительных к синему опсинов, регулируют то, сколько времени самка проводила рядом с более яркой особью. 

Ученые, таким образом, показали, что за успех самцов гуппи среди самок отвечает не только их окрас, но и экспрессия генов самок, отвечающий за то, как они воспринимают различные световые сигналы, и их среда обитания. Из этого авторы делают вывод, что этот процесс может быть взаимозависимым: полиморфизм окраса среди самцов также зависит от генетики и окружающей среды их самок и регулируется ею.

Дихроматизм также часто наблюдается и среди птиц. Недавно ученые обнаружили, что высокая степень отличия самца от самки может объясняться их неумением привлекать партнершу пением. Искусные певцы, в свою очередь, сильно по окрасу от самок не отличались. 

Елизавета Ивтушок