Больше «выбора», чем случайности в нересте в толще воды
Химические сигналы, используемые яйцеклетками беспозвоночных с наружным оплодотворением для помощи сперматозоидам, могут также играть роль в половом отборе или выборе партнера.
В обзоре известных функций взаимодействия сперматозоидов и яйцеклеток у беспозвоночных с нерестом в толще воды — тех, кто выпускает гаметы в воду для внешнего оплодотворения — исследователи из Университета Западной Австралии (UWA) отметили потенциал этих таксонов стать модельными видами для изучения полового отбора.
Ранее авторы установили, что сперматозоиды мидий эффективно «принюхиваются» к генетически совместимым яйцеклеткам. Это показало, что хемоаттрактанты, выделяемые яйцеклетками, не только привлекают сперматозоиды того же вида, но и способствуют выбору внутри вида, предлагая лучшие перспективы для оплодотворения.
В своем последнем исследовании авторы Джонатан Эванс и Крейг Шерман из Центра эволюционной биологии UWA, опираясь на эмпирические данные, утверждают, что сигналы на уровне гамет, вероятно, являются мишенями для выбора партнера.
«Мы десятилетиями знали, что яйцеклетки сигнализируют о своей идентичности с помощью поверхностных белков и хемоаттрактантов, но мало кто задавался вопросом, могут ли такие сигналы также способствовать выбору партнера», — говорит доктор Эванс.
Учитывая трудности, с которыми сталкиваются сперматозоиды в водной среде при поиске и оплодотворении яйцеклеток своего вида, яйцеклетки многих таксонов выделяют химические сигналы (хемоаттрактанты) и белки распознавания гамет (GRPs), чтобы привлекать сперматозоиды и обеспечивать совместимость.
Поскольку нерест в толще воды характерен для многих сидячих морских беспозвоночных, авторы утверждают, что у них практически нет возможности для презиготического выбора партнера. Единственная возможность для такого выбора возникает через выпуск гамет и сопутствующих репродуктивных жидкостей во время нереста.
Исследование цитирует ряд работ, показывающих, что хемоаттрактанты повышают частоту встреч гамет, эффективно увеличивая «размер» яйцеклетки и создавая барьер для оплодотворения другими видами.
Кроме того, химические сигналы могут способствовать отбору совместимых гамет, сигнализируя о жизнеспособности яйцеклетки или снижая обнаружение сперматозоидами-конкурентами. Авторы утверждают, что сперматозоиды по-разному реагируют на химические сигналы разных самок — плывут быстрее и прямее к тем, с которыми они наиболее совместимы.
Также есть доказательства, что GRPs участвуют в половом отборе, обеспечивая оплодотворение наиболее совместимой особью в популяции или между особями из разных популяций — предотвращая гибридизацию и инбридинг.
Доктор Эванс заявляет, что эти выводы имеют «глубокие» последствия для эволюционной биологии и могут повлиять на понимание репродукции у других видов.
«Учитывая повсеместность систем коммуникации на уровне гамет у многих видов, включая людей, наши идеи могут выйти за рамки лишь беспозвоночных с нерестом в толще воды», — говорит доктор Эванс.