Митонуклеарная несовместимость и внепарное потомство: объяснение смещённых соотношений полов у птиц

Многие виды птиц моногамны, но генетические исследования показывают, что социальный партнёр часто не является генетическим отцом всего потомства. В некоторых исследованиях обнаруживались смещённые соотношения полов: среди внепарных птенцов было больше самцов, чем самок.

Ранее это интерпретировалось как свидетельство адаптивного распределения пола самками: если внепарный самец обладает высоким качеством, которое имеет генетическую основу, то приспособленность можно оптимизировать, если потомство с «хорошими» генами внепарного самца будет преимущественно мужского пола. Однако механизм, с помощью которого достигается такое смещение соотношения полов, неизвестен.

Маркус Нойхойзер и его коллеги предлагают альтернативное, неадаптивное объяснение. Исследование опубликовано в Journal of Ornithology.

Некоторые молекулярные комплексы, необходимые для клеточного дыхания, состоят из белков, часть из которых кодируется ядерными генами на половой хромосоме Z, а другая часть — митохондриальными генами. Эти белки должны быть совместимы; несовместимость может снижать жизнеспособность.

Самки птиц более уязвимы, чем самцы, потому что у них только одна Z-хромосома (от отца), а митохондриальные гены, как обычно, наследуются по материнской линии. У самцов две Z-хромосомы, поэтому они получают и Z-хромосому, и митохондрии от матери.

Если внепарный отец менее совместим с самкой, чем социальный партнёр, относительно более высокая смертность среди внепарных дочерей может смещать соотношение полов. Это правдоподобно в различных ситуациях.

Гипотеза митонуклеарной несовместимости была ретроспективно проверена на данных по северному домовому крапивнику (Troglodytes aedon), североамериканской певчей птице, у которой было показано, что внепарные птенцы с большей вероятностью являются самцами. В соответствии с гипотезой, в выводках с внепарными птенцами было больше невылупившихся яиц, а также обнаружены значимые различия в дисперсии и асимметрии распределений между внепарными и внутрипарными соотношениями полов.