Отбор во влагалище: Отвергают ли самки павианов неподходящую сперму?

Не каждый самец производит генетически здоровое потомство. Поэтому, как предполагает недавнее исследование, самки обезьян влияют на отцовство уже после спаривания.

Долгое время самцы считались активными движущими силами эволюции. Они ведут кровопролитные бои, впечатляют брачными ритуалами или демонстрируют свою приспособленность великолепным внешним видом. Тот, кто выходит победителем из соревнования, получает право спариться с ожидающей самкой и таким образом передать свои гены следующему поколению. Во времена Дарвина половой отбор был революционной идеей. Однако он был сформирован пассивным представлением о женщинах викторианской эпохи.

Уже несколько десятилетий ясно, что самки играют гораздо более активную роль в выборе партнера, чем полагал Дарвин — как до спаривания, так и после него. Ведь часто вопрос отцовства не решается сразу после полового акта. Если самки спариваются с несколькими самцами, у некоторых видов происходит скрытый отбор, где будущие матери определяют исход. Этот принцип называется "скрытый женский выбор" (Cryptic Female Choice). Его цель — гарантировать, что только самые подходящие сперматозоиды оплодотворяют яйцеклетки. Новое исследование показывает: по-видимому, наши близкие родственники, павианы, также используют этот механизм.

Изгнанная сперма и химические сигналы

В среднем матери вкладывают больше времени и энергии в свое потомство, чем отцы. Соответственно, они заинтересованы в его жизнеспособности. Эволюция поэтому породила множество механизмов скрытого женского выбора. Банкивские куры, дикие родственники наших домашних кур, например, могут выталкивать сперму сразу после полового акта. Самки гуппи влияют на количество эякулята, попадающего в их тело, через продолжительность спаривания. В женском репродуктивном тракте плодовой мушки Drosophila melanogaster особо крупные сперматозоиды имеют наилучшие шансы — в результате чего сперматозоиды самцов стали почти такими же длинными, как сами мухи.

Среди самок также распространена способность хранить сперматозоиды нескольких самцов в репродуктивном тракте — еще одна возможность влиять на отцовство (пока сперматозоиды одновременно конкурируют друг с другом). Даже на финишной прямой к яйцеклетке действует отбор, например, через химические сигналы, которые привлекают, замедляют или активируют сперматозоиды. Эксперименты в чашке Петри показывают, например, что сперматозоиды человека по-разному реагируют на фолликулярную жидкость, выделяющуюся при овуляции.

Большинство механизмов скрытого женского выбора действуют внутри тела самок, поэтому их трудно обнаружить и еще труднее наблюдать. Некоторые взаимодействия между клетками можно воссоздать под микроскопом. Однако такие эксперименты дают неполное представление о естественных процессах. Поэтому исследователям приходится разрабатывать умные эксперименты, которые делают невидимое измеримым у живых животных. Для млекопитающих до сих пор существуют данные в основном по мышам и крысам – видам, лишь отдаленно родственным человеку.

Гораздо ближе к нам павианы-анубисы, которых исследовала международная команда под руководством Рэйчел Петерсен и Джеймса Хайама из Нью-Йоркского университета. В сложном эксперименте девять самок и четыре самца обезьян спаривались по определенной схеме. После полового акта исследователи измеряли pH-уровень и иммунную активность во влагалище самок павианов. До этого они тренировали животных брать мазки с помощью вознаграждений.

Противоположности притягиваются

Особенно низкий pH-уровень и агрессивный иммунный ответ затрудняют жизнь сперматозоидам, тем самым снижая вероятность беременности. Вагинальная среда самок особенно отталкивающе реагировала на сперму самцов, которые были генетически схожи с ними. В качестве меры исследователи использовали Главный комплекс гистосовместимости (MHC) — участок генома, который у млекопитающих существует во многих различных вариантах. MHC играет важную роль в защите от возбудителей болезней. Чем разнообразнее генетический состав индивида, тем лучше он защищен от инфекций. Исследования показывают, что MHC может влиять на выбор партнера еще до спаривания: некоторые виды животных, по-видимому, по запаху определяют, чьи гены оптимально дополняют их собственное наследственное вещество.

Исследование павианов-анубисов, опубликованное в журнале 'PLoS Biology', указывает на то, что MHC играет роль и после спаривания, а именно в отборе сперматозоидов. Исследователи приложили большие усилия, чтобы исключить возможные источники ошибок. Например, они измеряли pH-уровень и иммунную активность во влагалище самок сначала в разных фазах цикла, чтобы отличить изменения после спаривания от естественных колебаний. Также они анализировали эякулят самцов. Прежде чем самки встретились с фертильными партнерами, они жили со стерилизованными самцами.

Тем не менее, команда подчеркивает, что к результатам следует относиться с осторожностью. Число исследованных обезьян крайне мало. Для исключения статистических выбросов необходимы эксперименты с большим количеством животных. Кроме того, измерялась только немедленная реакция вагинальной среды после полового акта – данных о том, как это влияет на вероятность беременности, нет.

Усугубляет ситуацию то, что до сих пор мало известно о роли женской иммунной системы в репродукции. Она должна сочетать защиту от инфекций с достаточной толерантностью к эякуляту. Если происходит оплодотворение, все становится еще сложнее: теперь в теле матери развивается существо с частично чужими генами, которое не должно быть атаковано, а должно быть защищено и напитано. Кстати, пока неясно, может ли желание иметь детей у человеческих пар потерпеть неудачу из-за отсутствия генетической совместимости.

Нью-Йоркская исследовательская группа также поднимает интригующий вопрос о том, какие стратегии, вероятно, разработали самцы, чтобы обойти посткоитальный отбор сперматозоидов. Ведь в борьбе полов нет окончательных победителей, а есть лишь непрекращающаяся гонка вооружений.