Вариация цветового зрения у гуппи влияет на предпочтения самок при выборе партнера

Разнообразие признаков-украшений у самцов многих животных часто поддерживается выбором самок. Предпочитаемые самками признаки самцов часто варьируют. Генетические механизмы, создающие и поддерживающие вариации в предпочтениях самок, — один из центральных вопросов эволюционной экологии.

Исследовательская группа под руководством Университета Тохоку (Япония) показала, что вариация в экспрессии генов опсинов, кодирующих светочувствительные пигменты, создает различную светочувствительность и цветовое зрение, что приводит к вариации в реакции самок на брачную окраску самцов у мелкой пресноводной рыбки гуппи.

Самцы гуппи имеют яркую и разнообразную окраску, а самки демонстрируют предпочтение к некоторым элементам их цветовых узоров. Эти цвета самцов и предпочтения самок варьируют как между, так и внутри природных популяций. Интересно, что у гуппи также была обнаружена индивидуальная вариация в цветовом зрении.

Была выдвинута гипотеза, что вариация в цветовом зрении вызывает вариацию в предпочтениях самок. Однако генетический механизм, лежащий в основе этой вариации, и связь между цветовым зрением и предпочтениями самок не были продемонстрированы. Доктор Юсуке Сакаи и профессор Масакадо Кавата сосредоточились на генах опсинов, кодирующих светочувствительные пигменты сетчатки.

У гуппи девять генов опсинов. Один из них (LWS-1), кодирующий белок, детектирующий видимый свет в длинноволновом спектре (оранжево-красный), показал аллельный полиморфизм, и его варианты поддерживаются естественным отбором в природных популяциях.

Исследователи показали, что уровни экспрессии нескольких генов опсинов различались у особей с разными генотипами LWS-1. Кроме того, световые условия выращивания также влияли на уровни экспрессии генов опсинов. Поведенческие эксперименты показали, что вариация в экспрессии LWS-1 влияла на поведенческую чувствительность особей к свету разного цвета. Эти результаты указывают, что вариация в экспрессии опсинов, вызванная как генетическим полиморфизмом, так и световой средой в период роста, создает вариацию в светочувствительности.

Затем ученые исследовали, влияет ли вариация в экспрессии генов опсинов на предпочтение самками оранжевых цветов у самцов — одного из известных критериев выбора партнера. Используя цифровые модификации видеоизображений самцов, они показали, что самки с более высокой экспрессией генов опсинов демонстрировали более сильное предпочтение к более ярким оранжевым пятнам.

Результаты исследования позволяют предположить, что различия в светочувствительности, опосредованные как генетическими, так и пластическими изменениями в экспрессии генов опсинов, вызывают вариацию в предпочтениях самок к брачной окраске самцов. Эти взаимодействия между свойствами зрения и выбором партнера могут быть движущей силой эволюции экстремального разнообразия брачной окраски самцов гуппи.