Зебровые зяблики – маленькие певчие птицы, которые происходят из Австралии. Поскольку они живут в колониях, их легко содержать в вольерах, и они размножаются круглый год при благоприятных условиях. Однако размножение крайне неудачно: четверть яиц остается неоплодотворенной, а в другой четверти яиц эмбрион погибает на ранней стадии развития.
Поэтому исследователи из Института орнитологии Макса Планка в Зеевизене провели исследование, чтобы выяснить потенциальные причины неудачного воспроизводства.
Ученые проследили судьбу более 23000 яиц. Они измерили продолжительность жизни, продуктивность, бесплодие, смертность потомства и другие характеристики, связанные с фитнесом, которые охватывали большинство фаз воспроизводства для обоих полов.
Факторы, которые, как ожидалось, будут влиять на репродуктивную недостаточность, такие как инбридинг, возраст родителей и рост в неблагоприятных условиях, оказали незначительное влияние на репродуктивную способность зебровых зябликов. Это говорит о том, что люди необычайно устойчивы к плохим условиям и что причины должны лежать в другом месте.
Когда партнеры меняются местами для образования новых пар, становится ясно, что проблемы с фертильностью обычно остаются у самцов, а проблемы со смертностью эмбрионов – у самок. «Конечно, для обеих задач комбинация пар также играет роль, – говорит Ифань Пей, докторант Зеевизена, – потому что для формирования жизнеспособного эмбриона необходимы гены как от матери, так и от отца."
Хотя конкретные причины бесплодия и смертности эмбрионов не могут быть идентифицированы, исследователи показали, что репродуктивная недостаточность имеет поддающуюся измерению генетическую основу.
Эти результаты несколько удивительны, потому что естественный отбор должен отдавать предпочтение генетическим вариантам, оптимизирующим воспроизводство. Однако некоторые варианты генов, выгодные для одного пола, могут быть невыгодными для другого. Действительно, результаты также показывают, что варианты генов, снижающие мужскую фертильность, как правило, положительно влияют на репродуктивную способность женщин – и наоборот.
Этот эффект известен под техническим термином «сексуально антагонистическая плейотропия» и может объяснить, почему такие генетические варианты могут сохраняться в популяции.
Многие гены влияют на репродуктивный успех зебровых амадин. Несмотря на развитие сложных геномных методов, по-прежнему сложно идентифицировать и изучать все генетические компоненты, не говоря уже о взаимодействии между этими генами и взаимодействии между генами и окружающей средой, в которой они экспрессируются. «По крайней мере, результаты исследования показали нам, где не стоит искать», – говорит Барт Кемпенаерс, директор Департамента. "На первый взгляд очевидные генетические причины неудачного воспроизводства, такие как инбридинг, вносят гораздо меньший вклад, чем мы первоначально думали."
Вольфганг Форстмайер, который руководил исследованием, добавляет: «Сейчас мы концентрируем нашу работу на несколько загадочной хромосоме, которая существует только в зародышевой линии (клетках, которые образуют яйцеклетку и сперму), но не в клетках тела птиц.
Из-за того, что сложно брать пробы из репродуктивных органов живых животных, исследование причин затруднено. Но хромосома – горячий кандидат на источник проблем."