Однополое сексуальное поведение не помешало хрущакам спариться с самками и размножиться

Зоологи из Германии и Швейцарии обнаружили, что однополые спаривания малых булавоусых хрущаков не влияют на их приспособленность: жуки, имеющие опыт однополых контактов, спаривались с самками не реже своих сородичей, и приносили столько же потомства. Прямых выгод такого поведения ученые тоже не обнаружили. Результаты опубликованы в Ecology and Evolution.

Для многих таксонов животных — от беспозвоночных до млекопитающих — характерно однополое сексуальное поведение. Нередко оно рассматривается как дарвиновский парадокс, поскольку отнимает время и силы и не приводит к производству потомства, но при этом сохраняется в популяциях. В то же время исследователи находят и адаптивные объяснения такого поведения: некоторым животным, оно, вероятно, помогает поддерживать социальные связи, достигать социального доминирования или избегать конфликтов.

Иногда однополое сексуальное поведение является следствием сексуальной неразборчивости и высокой частоты спариваний. Это справедливо и для малого булавоусого хрущака Tribolium castaneum: эти насекомые живут большими группами и часто спариваются с разными партнерами (в том числе наблюдаются спаривания самцов друг с другом), к тому же их самки и самцы практически не отличаются. В таких условиях стратегия беспорядочных спариваний может быть более выгодна, чем избирательность, поскольку на то, чтобы отличить самца от самки, тоже нужны ресурсы. Хотя ранние исследования показали, что самцы T. castaneum, выращенные в однополых группах, впоследствии спариваются с самками реже, чем их сородичи, не было ясно, связано ли это с однополым сексуальным поведением, или с какими-то другими факторами.

Чтобы выяснить, влияет ли однополое сексуальное поведение на приспособленность хрущаков T. castaneum и их репродуктивный успех, Леннарт Винклер (Lennart Winkler) из Дрезденского технического университета и его коллеги из Германии и Швейцарии провели с жуками ряд экспериментов. Они выращивали хрущаков по одному, а затем сажали их на одну экспериментальную арену сначала с двумя самцами, а затем с одной самкой (в присутствии самца-конкурента или без него), чтобы дать им возможность спариться с сородичами. Фокусными особями были хрущаки дикого типа, а их однополыми партнерами или конкурентами в экспериментах по разнополому спариванию — мутанты Rd (их антенны более короткие и толстые, чем у хрущаков дикого типа). Контрольные жуки не имели опыта однополого спаривания — перед тем, как предоставить им возможность спариться с самкой их высаживали на экспериментальную арену по одному. Всего в экспериментах участвовало 102 фокусных самца: 51 из них была предоставлена возможность спариться с другими самцами перед разнополым спариванием, а 51 — нет. Жуки-конкуренты присутствовали на арене вместе с самками в половине всех экспериментов.

Всего 92,16 процента фокусных самцов инициировали спаривание с другими самцами, и 95,15 процента спаривались с самками. Предыдущие однополые спаривания не повлияли на количество или продолжительность совокуплений хрущаков с самками, однако жукам, имеющим опыт однополого спаривания, требовалось больше времени до начала контакта с самкой — особенно в присутствии других самцов-конкурентов. Авторы предположили, что это может указывать на физическое истощение или истощение сперматозоидов после однополых совокуплений, однако для проверки этой гипотезы нужны дополнительные исследования.

После окончания экспериментов ученые сажали самок в отдельные флаконы с мучной смесью и дожидались откладки яиц. Спустя две недели самок удаляли, а еще спустя шесть недель подсчитывали количество потомков каждой самки и определяли тип (дикий или Rd), чтобы оценить репродуктивный успех каждого фокусного самца. Общее количество потомков значительно не отличалось между контрольными хрущаками и хрущаками, которые спаривались с другими самцами. Число однополых спариваний также не предсказывало будущий репродуктивный успех. В экспериментах по разнополому спариванию, когда жуков помещали на одну арену с самкой и конкурентами, некоторые из них спаривались в том числе и с самцами (25 из 54 случаев); но и количество этих спариваний тоже никак не влияло на количество будущего потомства хрущаков. Интересно, что во время экспериментов с самками в присутствии конкурентов контрольные хрущаки, у которых не было опыта однополого сексуального взаимодействия, спаривались с самцами-конкурентами чаще, чем жуки из экспериментальной группы.

Исследователи также проверили, может ли однополое сексуальное поведение приносить хрущакам пользу путем непрямого переноса сперматозоидов самкам (через другого самца). Если бы это происходило, часть потомков самок, которые спаривались с фокусными самцами в отсутствии конкурентов, могли быть потомками хрущаков Rd, а не фокусных хрущаков дикого типа. Ничего подобного ученые не обнаружили — это означало, что непрямого переноса сперматозоидов во время однополого спаривания не происходит (или же оно происходит очень редко).

Таким образом, однополое сексуальное поведение хрущаков T. castaneum, возникающее, судя по всему, вследствие их неразборчивости, не влияет на их приспособленность и репродуктивный успех: оно не приносит пользы, но и не вредит насекомым. Кроме того, в условиях частых спариваний и при отсутствии полового диморфизма такое поведение может увеличивать шансы спариться с самками и принести потомство, в то время как избирательность по признаку пола может, напротив, снижать эти шансы.

Ранее ученые обнаружили, что самцы полудиких макаков-резусов, живущие на маленьком «обезьяньем острове» Кайо Сантьяго, спариваются с другими самцами даже чаще, чем с самками. При этом они успешно сочетают однополые контакты с разнополыми, а их репродуктивный успех не снижается. Впрочем, распространять эти результаты на всех макаков-резусов нельзя: плотность обезьян на острове Кайо Сантьяго очень большая, и там за ними все время наблюдают ученые, которые к тому же снабжают их пищей. В других условиях поведение животных может быть иным.