Исследование № 9
Умные самки выбирают красивых самцов, а глупые – кого попало
Как именно осуществляется подбор брачных партнеров? Кто кого и по каким критериям выбирает? Способы выбора и предпочтения зависят от множества факторов, могут быстро меняться в ходе эволюции и очень сильно различаются у разных видов. Тема эта поистине неисчерпаема именно в силу бесконечного разнообразия признаков, которые могут попасть под действие полового отбора или повлиять на его ход и направленность (см. нашу книгу “Эволюция человека”). У животных с развитым мозгом хорошим показателем “качества” брачного партнера являются его когнитивные способности. С одной стороны, чем лучше работает управляющий центр, тем лучше, как правило, показатели всей периферии – телесного здоровья, адекватности поведения, обучаемости, а следовательно, и выживаемости. С другой – развитые когнитивные способности помогают и партнера выбирать более грамотно: выбор может осуществляться и “по уму”, и “с умом”. Не следует думать, что речь идет исключительно о высших приматах. Вероятно, когнитивные характеристики вовлечены в половой отбор у многих животных. Недавно это удалось показать на примере гуппи острова Тринидад. В эксперименте сравнивали, каких партнеров предпочитают самки гуппи с большим и маленьким мозгом. Самки с большим мозгом выбирали ярко окрашенных самцов, а самки с маленьким мозгом игнорировали различия между самцами по яркости окраски. В результате такого подбора комбинируются гены умных самок и гены самцов с хорошими показателями здоровья.
На тринидадских гуппи, Poecilia reticulata, проведено много эволюционных исследований, считающихся классическими. В частности, показано, что на эволюцию окраски самцов влияют, с одной стороны, хищники, которые преимущественно выедают рыбок с броской окраской, а с другой – самки, тоже предпочитающие ярких самцов. В водоемах с хищными рыбами отбор, осуществляемый хищниками, перевешивает – и самцы гуппи становятся тусклыми, зато в водоемах без хищников половой отбор берет верх – и самцы становятся ярче. При этом обе формы отбора благоприятствуют самцам с редкими вариантами окраски, что способствует поддержанию высокого уровня разнообразия.
Известно, что ярко окрашенные самцы в среднем здоровее и выносливее тусклых. Это значит, что яркость окраски – индикатор приспособленности. Поэтому самкам выгодно их выбирать, по крайней мере в водоемах без хищников.
В 2017 году шведские и британские биологи использовали гуппи для проверки популярной идеи о связи между половым отбором и когнитивными способностями (“когнитивные способности” – это что-то вроде эвфемизма, используемого осторожными, стреляными биологами вроде нас, чтобы не произносить вслух такие опасные слова, как “ум” или “интеллект”). Идея эта очень проста. Состоит она в том, что развитые когнитивные способности помогают самке выбрать лучшего претендента. Попросту говоря, умные самки должны чаще принимать правильные решения, чем глупые (осторожность осторожностью, но иногда так хочется выразить мысль просто и ясно!).
Какое решение “правильное” в данном случае, примерно понятно: если яркие самцы нравятся большинству самок и к тому же отличаются хорошим здоровьем, то выбирать выгодно именно их, особенно если поблизости нет хищников. Таким образом, нужно проверить, будут ли умные самки чаще выбирать ярких самцов, чем глупые. Но где взять самок, заведомо различающихся по когнитивным способностям?
Их можно создать. В течение пяти поколений рыбок искусственно отбирали по размеру мозга. В один аквариум отсаживали самых мозговитых, в другой – с самым маленьким объемом мозга. В результате были выведены три линии гуппи с уменьшенным мозгом и столько же линий с увеличенным. В “мозговитых” линиях мозг в среднем на 13,6 % крупнее (Corral-López et al., 2017).
Очень часто когнитивные способности (определяемые в общем виде как способность получать, обрабатывать, хранить и использовать информацию) положительно коррелируют с объемом мозга. Поэтому отбор на сообразительность, как правило, должен вести к увеличению мозга, а отбор на увеличение мозга – к улучшению умственных способностей. Это правило подтвердилось и в данном случае. Эксперименты показали, что гуппи из линий с крупным мозгом лучше справляются с тестами на различение количеств, быстрее учатся находить выход из лабиринта и эффективнее избегают хищников, чем рыбки с маленьким мозгом. Поэтому в дальнейшем мы будем для краткости называть гуппи из лабораторных линий, отбиравшихся на увеличение мозга, “умными”, а тех, кто подвергался отбору в противоположном направлении, – “глупыми”. Нужно особо подчеркнуть, что глупые гуппи не уступают умным по показателям физического здоровья и координации движений и даже превосходят их по силе иммунного ответа и плодовитости, а их мальки развиваются быстрее. Так что нет оснований полагать, будто отбор на уменьшение мозга привел, в качестве побочного эффекта, к ухудшению каких-то физиологических показателей.
Половую избирательность самок оценивали следующим образом. Самку сажали в большой отсек подразделенного на три части аквариума, а двух самцов – привлекательного (ярко окрашенного) и непривлекательного (тусклого) – в два маленьких отсека. После этого подсчитывали время, проведенное самкой рядом с каждым из самцов. Это более или менее стандартный способ оценивать половые предпочтения у рыб. Пары самцов, которых предлагали самкам на выбор, подбирались очень тщательно и обдуманно. Два самца должны были быть сходными по размеру, но контрастными по окраске. Для этого шестьдесят самцов обмерили и сфотографировали с обоих боков. По фотографиям измерили площадь ярких пятен: черных, оранжевых и переливчатых. На основе этих данных выбрали восемь самых ярких самцов и столько же самых тусклых. Наконец, шестнадцать отобранных самцов по размеру разделили на восемь пар.
Оказалось, что умные самки, как и самки дикого типа (не подвергавшиеся искусственному отбору), явно предпочитают ярких самцов, в то время как глупые самки этого не делают. Между умными и контрольными самками различий не обнаружилось, но обе эти группы достоверно отличались по своему поведению от группы глупых самок.
Этот результат нельзя объяснить пониженной половой активностью глупых самок, поскольку она у них не понижена. Они проводили рядом с самцами в общей сложности не меньше времени, чем умные и контрольные самки. Более того, глупые самки не плавали беспорядочно от одного самца к другому, а все-таки выбирали одного и крутились в основном перед ним. В этом отношении они не отличались от умных и контрольных самок. Разница состояла лишь в том, что глупые самки делали свой выбор наугад, не обращая внимания на яркость самца, тогда как умные и контрольные самки почти всегда выбирали более красивого партнера. Можно, конечно, предположить, что глупые самки выбирали самцов не по окраске, а по какому-то другому, незаметному для экспериментаторов признаку, но исследователи считают это маловероятным.
Может быть, самки с маленьким мозгом хуже различают цвета – и поэтому им труднее отличить ярко окрашенного самца от тусклого? Чтобы это проверить, провели два дополнительных эксперимента. Во-первых, сравнили уровни экспрессии генов, кодирующих опсины – светочувствительные белки, от которых зависит цветовое восприятие. Различий между тремя группами самок не обнаружилось. У самцов рисунок экспрессии этих генов другой, что было известно и раньше и, предположительно, связано с тем, что самцам не нужно так тонко разбираться в нюансах окраски партнерш.
Во-вторых, рыбок протестировали на способность различать цвета. Для этого самок помещали в цилиндрический сосуд, на непрозрачные стенки которого проецировались движущиеся по кругу разноцветные полосы. Рыбы корректируют свое положение в пространстве, ориентируясь на видимые объекты, поэтому в такой ситуации они обычно начинают кружиться вслед за движущимся орнаментом. Постепенно уменьшая насыщенность красок, можно понять, в какой момент рыба перестает видеть цветные полосы. Эти тесты тоже не выявили различий между тремя группами самок. Таким образом, отсутствие половой избирательности у глупых самок нельзя объяснить тем, что они хуже различают цвета.
По мнению исследователей, глупые самки не выбирают более яркого самца, скорее всего, просто потому, что у них не хватает на это когнитивных способностей. Аквариум, в котором проходило тестирование, был устроен так, что самка не могла разглядывать обоих самцов одновременно. Поэтому для того, чтобы сделать правильный выбор, ей нужно было сначала оценить одного, запомнить результат, а потом рассмотреть другого. В природных условиях задача еще труднее, потому что самка встречает самцов через разные интервалы времени и не знает, когда ей встретится следующий претендент. Как тут не прогадать и выбрать лучшего?
При большом желании полученным результатам можно придумать другие объяснения. Тем не менее обсуждаемая работа важна, ведь ученым впервые удалось получить экспериментальное подтверждение идеи о том, что большой мозг и развитые когнитивные способности важны для оптимального выбора самкой полового партнера. То, что качественная работа мозга может повышать репродуктивный успех конкурирующего пола (обычно это самцы), помогая завоевывать расположение выбирающего пола (обычно это самки), уже было показано на некоторых видах животных, в том числе на птицах шалашниках (Keagy et al., 2009) и на тех же гуппи (Shohet, Watt, 2009). Новое же исследование продемонстрировало, что и выбирающему полу тоже бывает полезно хорошо соображать, чтобы не ошибиться при выборе.
