Биологи установили механизмы развития у водомерок специальных видоизмененных антенн, возникших в ходе эволюционного конфликта между полами. Работа опубликована в журнале Science, ее краткое содержание приводит ScienceNow.
Узнайте больше в полной версии ➞У самцов водомерок Rheumatobates rileyi антенны ("усики", расположенные на голове) претерпели значительные изменения. Они превратились в особые крючки, с помощью которых самец может удерживать самку во время спаривания. Эти крючки весьма специализированны - они, например, имеют несколько выростов-шипов, очень хорошо соответствующих впадинам на голове самки, которые позволяют надежно произвести захват.
Ученые проследили за развитием антенн у водомерок на стадии личинки и установили, работа каких генов наиболее активна в период, когда вырастают крючки. Были выделены только те гены, рост активности которых происходит только у видов водомерок, которые имеют крючки, а не обычные антенны. Таким образом молекулярным биологам удалось найти ген distal-less (dll), важность которого для развития уже была показана на опытах с дрозофилами.
Исследователи решили выключить работу dll методом РНК-интерференции. Он позволяет снизить активность работы гена, но делает это неодинаково у разных особей. У некоторых насекомых активность работы гена лишь немного снижается, у других ген выключается почти полностью.
Оказалось, что плавное изменение в активности dll вызывает плавное изменение в форме крючков - у разных особей они были в той или иной степени похожи на антенны. Когда таких самцов выпустили к самкам, оказалось, что им почти не удается удержать партнера и добиться копуляции. Авторы утверждают, что ряд от более "антеннообразных" к более "крючкообразным" придаткам, который получился в результате разного действия РНК-интерференции у разных особей отражает последовательность эволюции водомерок.
Антенны, которые у водомерок превратились в крючки, сами являются продуктом высокой эволюционной специализации. У предков насекомых они изначально были конечностями. До сих пор у насекомых мутация всего в одном гене (участвующем в контроле развития), приводит к тому, что антенны возвращаются к первоначальному состоянию - на голове мух вырастают ноги.
У видов, которые заботятся о потомстве, оба родителя заинтересованы в выживании отпрысков и работают сообща. Борьба между самкой и самцом часто встречается у видов, не заботящихся о потомстве. Конфликт между самками и самцами водомерок заключается в том, что если самка уже оплодотворена одним самцом, ей невыгодно подвергаться нападениям другого: в это время можно стать легкой добычей хищников. В то же время самцу выгодно рисковать - любое нападение ведет к увеличению вероятности размножения.