Библиографическое описание:

Сидорская В. А., Пичугина Н. А. Изучение некоторых аспектов полового отбора в популяции Drosophila melanogaster // Молодой ученый. — 2015. — №23.2. — С. 133-136.

 

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:   ♀

Кр.гл

Кр.гл

 

F1: 1♀        : 1♂

Кр. гл

Кр.гл

 

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

Р: ♀   ♂

Бел.гл

Кр.гл

 

F1:   1♀    : 1♂ 

Бел.гл

Кр.гл

 

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: ♀    ♂

Кр.гл

0

Бел.гл

 

F1: 1♀ : 1♂

Кр.гл

2

Кр.гл

1

 

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

Р: ♀    ♂

Кр.гл

4

Кр.гл

3

 

F1:  1♀ : 1♂

Кр.гл

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

5

 

Рис. 4. Схема скрещивания самца линии w с самкой линии C-S

Однако экспериментально в обоих опытах были получены совершенно иные результаты, которые и оценивались по критерию (табл. 3,4).

 

Таблица 3

Оценка расщепления в опыте №1 методом (♀C-S,♀w× ♂ C-S)

Показатели

Количество особей с

Ʃ

красными глазами

белыми глазами

Наблюдаемое (О)

168

82

0

52

302

Ожидаемое (Е)

151

75,5

0

75,5

 

(О-Е)2/Е

1,9

0,56

-

7,31

9,77

 

Таблица 4

Оценка расщепления в опыте №1 методом (♀ C-S, ♀ w  × ♂w)

 

Количество особей с

Ʃ

красными глазами

белыми глазами

Наблюдаемое (О)

37

31

150

119

337

Ожидаемое (Е)

84,25

84,25

84,25

84,25

 

(О-Е)2/Е

26,5

33,66

51,31

14,33

125,8

 

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. Причём стоит отметить, что в опыте №1 самцы C-S после спаривания с самками C-S всегда скрещивались с самкой w. Их половые предпочтения по критерию составили). Тогда как для самцов w, которые не всегда выбирали самок, C-S был равен 125,8 (=0,001), что во много раз превышает ст. Это свидетельствует, что мутантные, генетически отягощенные линии в первую очередь «думают» не о генетическом разнообразии популяции, а о сохранении своей собственной генетической индивидуальности.

В своём исследовании мы также рассматривали половое поведение самцов разных линий при возможности альтернативного выбора самок. Оно оценивалось по времени начала ухаживания, времени начала спаривания и интервалу ухаживания самцов (табл. 1,2). В ходе эксперимента было выявлено, что самцы Canton-S по всем параметрам значительно быстрее проводят ритуал ухаживания по сравнению с самцами white. Это связано с тем, что самцы C-S являются диким типом, более конкурентноспособным по сравнению с мутантной линией. Однако, при оценке количества потомков, произведенных самками в разных вариантах опыта, было выявлено, что численность потомства больше в случае использования самцов w. Возможно, длительное ухаживание за самками приводит к более эффективному результату – появлению большего числа потомков.

При анализе соотношения полов было показано, что в обоих экспериментах вторичная половая пропорция несколько смещена в сторону увеличения количества самок. Это может свидетельствовать о стремлении популяции сохранить своё генотипическое постоянство, так как женский пол отвечает за количественные характеристики, а мужской пол за качественные признаки популяции [2].

 

Литература:

  1.                Грант В. Эволюционный процесс. – М.: Мир, 2008. – 286 с.
  2.                Геодакян В.А. Эволюционная логика дифференциации полов // Природа. – 1983. – № 1. – С. 70-80.
  3.                Дарвин Ч. Происхождение человека и половой отбор. – Л.: Наука, 1953. – 1041 с.
  4.                Хедрик Ф. Генетика популяций. – М.: ТЕХНОСФЕРА, 2003. – 592с.
  5.                Эрман Л., Парсонс П. Генетика поведения и эволюция. – М.: Мир, 1984. – 566 с.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle