Биологи обнаружили ошибку в классической работе о половом отборе

Плодовая мушка дрозофила √ распространённый объект для лабораторных исследований

(фото Muhammad Mahdi Karim/Wikimedia Commons).

Плодовые мушки могут с равной вероятностью наследовать обе мутации от каждого из родителей, только одну из мутаций, либо ни одной.

Иллюстрация Kim DeRose

В 1948 году английский генетик Ангус Джон Бейтман (Angus John Bateman) опубликовал исследование, которое показало, что мужские особи дрозофилы или плодовой мушки (Drosophila melanogaster) имеют эволюционное преимущество, поскольку спариваются с несколькими самками, в то время как женские особи этого не делают. Выводы учёного легли в основу целой области эволюционной биологии.

Но уже на протяжении десятилетий многие исследователи критикуют Бейтмана и напрямую или косвенно опровергают его результаты.

Учёные из университета Калифорнии в Лос-Анджелесе (UCLA) впервые решили повторить классический эксперимент с использованием тех же методов, что были в оригинальной работе. Команда исследователей под руководством эволюционного биолога Патриции Говати (Patricia Gowaty) обнаружила роковую ошибку Бейтмана и обоснованно опровергла его тезисы.

Патриция, изучающая половое поведение птиц и насекомых, опубликовала среди прочего генетические данные, указывающие на то, что самки социально моногамных (по определению верных партнёрам) видов регулярно спариваются за пределами традиционных пар. Именно эти работы и натолкнули её на мысль о пересмотре некоторых теорий эволюционной биологии.

"Исследование Бейтмана является наиболее цитируемой экспериментальной работой в области полового отбора на сегодняшний день. Причиной того является его вывод о том, что количество половых партнёров влияет на приспособляемость женских и мужских особей, — говорит Говати. — Тем не менее, несмотря на важный статус, эксперимент никогда не был повторён методами, которые использовал сам Бейтман".

Свою интерпретацию эксперимента Бейтмана исследователи опубликовали в журнале PNAS.

Оригинальный эксперимент был проведён 60 лет назад на дрозофилах. Бейтман создавал в банках изолированные популяции плодовых мушек. Насекомые свободно спаривались внутри популяций, и учёный рассматривал достигшее взрослого состояния потомство.

Исследователь заключил, что мужские особи дрозофилы производят большее число жизнеспособных потомков, имея много партнёров. Однако самки производят такое же количество достигающих взрослого состояния детей, имея всего одного или двух партнёров.

На вооружении современных эволюционных биологов были методы анализа генетических данных, позволяющие точно определить родителей каждой новой мушки. Бейтман мог о таком только мечтать. Вместо этого он тщательно отбирал для эксперимента уникальных особей, чтобы присутствующие у них мутации чётко прослеживались в потомстве.

Мутации были действительно экстремальными: у одних мух были фигурные крылья, у других – толстые щетинки, а у третьих глаза были сужены до узкой щели.

"Именно этот способ выбора Бейтмана, который был передовым для своего времени, и стал его роковой ошибкой", — говорит Говати.

Бейтман мог с уверенностью определить родителей только в случае, если дрозофиле передавались оба уникальных признака — от отца и от матери. Ему приходилось пренебрегать случаями, когда особь наследовала либо только одну из мутаций, либо вообще ни одной. Такой подход существенно искажал результаты.

Повторяя эксперименты Бейтмана, Говати и её коллеги обнаружили, что у мушек с двумя плохими мутациями меньше шансов дожить до взрослого состояния.

Учёные выяснили, что доля двойных мутаций среди взрослого потомства была значительно ниже ожидаемых 25%, на которые рассчитывал Бейтман. Таким образом, исследователь был не в состоянии корректно подсчитать число спариваний для каждой отдельно взятой особи.

Тем не менее, цифры Бейтмана, описанные во многих учебниках биологии, цитируются в более чем двух тысячах научных изданий. На основе его данных развито множество теорий, экстраполирующих выводы, в том числе и на человека.

"Эту классическую работу прочитало множество достаточно компетентных специалистов, способных найти роковую ошибку. Однако в результаты Бейтмана верили так искренне, что его работа на протяжении множества лет диктовала, какие стороны женского поведения заслуживают или не заслуживают пристального внимания", — поясняет Говати.

Для Патриции Говати и её коллег существует ещё множество открытых вопросов в области привычек спаривания среди женских особей разных видов, будь то плодовые мушки или другие организмы. Тем не менее, пересмотр классической теории Бейтмана (Bateman's principle) открывает новые перспективы в области исследования полового отбора.

"Наше мировоззрение ограничивает наше воображение, — заключает Говати. — Для некоторых людей результаты Бейтмана оказались настолько удобными, что они просто приняли их как должное".