Изучение некоторых аспектов полового отбора в популяции Drosophila melanogaster

 

В статье рассматривается роль генотипа самок Drosophila melanogaster в половом отборе самцов. Анализ фенотипа потомства в двух экспериментах, статистически достоверно показал, что самцы в условиях генотипического разнообразия особей противоположного пола предпочитают выбирать самок родственного с ним генотипа.

Ключевые слова:половой отбор, генотип, фенотип.

 

Половое размножение встречается у подавляющего большинства организмов. Эволюционное происхождение и селективное преимущество полового размножения по-прежнему остаются одной из главных нерешенных проблем биологии. Половой процесс позволяет генам, образующим генофонд популяции, в каждом поколении перемешиваться и образовывать различные новые сочетания. Генетическая изменчивость как таковая создается именно в результате полового размножения [1; 5].

Половой отбор основан на селективной неравноценности особей одного пола у раздельнополых организмов. Это особая форма индивидуального отбора, в которой участвуют представители только одного пола данной популяции [4].

Дарвин представлял себе половой отбор как процесс, дополняющий более общий и более широко распространенный процесс естественного отбора. Последний, по теории Дарвина, создал адаптивные признаки данного вида в целом, в том числе изначальные приспособления, общие для обоих полов, а также первичные половые различия, непосредственно связанные с размножением [3].

Ч. Дарвин постулировал два типа полового отбора, чтобы объяснить две группы вторичных половых признаков. Такие признаки, как рога оленей, используемые в прямой конкуренции между самцами за самок, развились в результате отбора, который теперь называется «межсамцовым». Признаки, делающие самцов привлекательными для самок, такие, как брачный наряд и пение у птиц, возникли в результате так называемого отбора, определяемого «вкусами» самок.

В своём исследовании мы рассмотрели роль генотипа самок Drosophila melanogaster в половом отборе самцов. В эксперименте использовались линии: Canton-S (C-S) – дикий тип (красные глаза) и white (w) – белые глаза.

Были проведены два варианта эксперимента.

В опыте №1 в пробирку на питательную среду помещали однодневного самца линии C-S и две однодневные самки: одна из линии C-S, другая из линии w. Затем наблюдали, с какой из самок самец будет спариваться в первую очередь, и фиксировали время начала ухаживания и время начала спаривания. Через несколько дней анализировали численность, фенотип и пол потомства (табл.1).

Аналогично был поставлен опыт № 2 с самцом другой линии (w) (табл.2).

В качестве основной питательной среды использовался банан в виде кашеобразной массы.

Эксперимент проводился в 5 повторностях.

В опыте №1 было зафиксировано, что для спаривания самец выбирал сначала самку «своей» линии и только потом самку другой линии. Нами была проанализирована численность и соотношение потомства первого поколения мух по полу и фенотипическим признакам (цвет глаз), по которым можно было заключить о предпочтительности скрещивания самцов с самками одинаковой с ним линии (табл.1).

Таблица 1

Анализ потомства и времени начала спаривания в скрещивании♀C-S,♀ w × ♂ C-S (опыт №1)

№ повтор­ности	Выбор самца самки	Время начала ухажива­ния	Время начала спарива-ния	Интервал ухажива­ния	Количество особей
					с красными глазами		с белыми глазами		Всего
					♀	♂	♀	♂	♀	♂	Ʃ
1	1-C-S 2- w	15 мин.	33 мин.	18 мин.	26	10	-	8	26	18	44
2	1-C-S 2-w	12 мин.	29 мин.	17 мин.	27	9	-	6	27	15	42
3	1-C-S 2-w	11 мин.	35 мин.	24 мин.	42	28	-	10	42	38	80
4	1-C-S 2-w	19 мин.	41 мин.	22 мин.	34	18	-	10	34	28	62
5	1-C-S 2-w	21 мин.	27 мин.	6 мин.	39	17	-	18	39	35	74
Среднее время		15,6 мин.	33 мин.	17,4 мин.	168	82	-	52	168	134	302
									Ʃ

 

Аналогично нами был проведен второй эксперимент, в котором самец линии w скрещивался с самками линии wи С-S(табл.2).  Было также отмечено, что для спарива­ния, в первую очередь, самец выбирал самку одинакового с ним генотипа и только потом самку другого генотипа. В 60% случаев самец white не скрещивался с самкой другой линии, об этом свидетельствовало отсутствие в потомстве красноглазых мух.

Таблица 2

Анализ потомства и времени начала спаривания в скрещивании

♀ C-S, ♀ w  × ♂w (опыт № 2)

№ Повто-рно­сти	Выбор самца самки	Время начала ухажива-ния	Время начала спарива-ния	Интервал ухажива-ния	Количество особей
					с крас-ными глазами		с белыми глазами		Всего
					♀	♂	♀	♂	♀	♂	Ʃ
1	w	21мин.	41 мин.	20 мин.	-	-	29	21	29	21	50
2	w	12 мин.	33 мин.	21 мин.	-	-	35	35	35	35	70
3	1 – w 2- C-S	17 мин.	44 мин.	27 мин.	10	13	27	20	37	33	70
4	w	25 мин.	34 мин.	9 мин.	-	-	20	24	20	24	44
5	1-w 2-C-S	26 мин.	51 мин.	25 мин.	27	18	39	19	66	37	103
Среднее время		20,2 мин.	40,6 мин.	20,4 мин.	37	31	150	119	187	150	337
									Ʃ

 

При анализе полового предпочтения самцов, мы исходили из того, что если его нет, то самцы с равной вероятностью спаривались бы с самками разных генотипов и  в потомстве в опыте № 1 наблюдалось бы расщепление по фенотипу 2Х+Х-(кр.) : 1Х+Y(кр.) : 1ХwY(бел.) (рис. 1,2).

Р:   ♀ ♂

 

F1: 1♀        : 1♂

Рис. 1. Схема скрещивания самца линии C-S с самкой линии C-S

Р: ♀   ♂

 

F1:   1♀    : 1♂ 

 

Рис. 2. Схема скрещивания самца линии C-S с самкой линии

В опыте №2 при равноценности генотипов самок для самца линии white в наблюдалось бы соотношение 1Х+Хw(кр.): 1Х+Y(кр.): 1ХwХw(бел.): 1ХwY(бел.) (рис. 3,4).

Р: ♀    ♂ 0

 

F1: 1♀ : 1♂

21

 

Рис. 3. Схема скрещивания самца линии w с самкой линии w

Р: ♀    ♂

43

 

F1:  1♀ : 1♂

6" class="textBoxReplacement" style="padding: 3.60pt 7.20pt 3.60pt 7.20pt; margin-left: 205.45pt; margin-right: 244.80pt; width: 39.35pt; height: 25.15pt; ">

Кр.гл

Кр.гл