Rodzina łagodzi obyczaje? Roztocza zyskują na towarzystwie swoich krewnych

Rywalizacja między samcami staje się mniej zacięta, traktowanie samic łagodniejsze, a w populacji rodzi się więcej potomstwa, jeśli roztocza przez kilka pokoleń są wystawione na towarzystwo swoich krewniaków. Tę ewolucyjną zależność pokazali w eksperymencie badacze z Poznania.

Ich badania rzucają światło m.in. na to, jak ewolucja kształtuje konflikt między płciami - a także na to, jak w toku ewolucji mogło dojść do powstania owadów społecznych, kooperujących ze sobą tak silnie, jak mrówki czy pszczoły.

Brutalne rozkruszki

Rozkruszek cebulowy (Rhizoglyphus robini) - to roztocze, które jest szkodnikiem np. cebuli, tulipanów czy hiacyntów. Samce tego pajęczaka mają dosyć bezwzględną strategię rozrodczą. Ponieważ zwierzęta te nie wiążą się w stałe pary, to samce chcą uniemożliwić dostęp plemników innych samców do jaj zapłodnionych przez siebie samic, nawet jeżeli osiągając to, obniżają płodność partnerek. Ich strategia może np. utrudniać samicy kolejne zaloty.

Na razie nie do końca wiadomo, jak samce rozkruszka osiągają swój cel. Wiadomo jednak, że ciągły dostęp do samca obniża płodność samicy o 20 proc. w porównaniu z sytuacją, kiedy samiec jest dopuszczany do samicy co trzy dni - mówi w rozmowie z PAP prof. Jacek Radwan z Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu. Choć więc w przypadku poszczególnych samców taka strategia jest korzystna, to dla ich partnerek, a tym samym dla całej populacji rozkruszków, ma ona skutki negatywne - oznacza, że rodzi się mniej potomstwa, niż by mogło, gdyby samce były bardziej "przyjazne".

Badacze z Poznania postanowili sprawdzić, czy ta dość egoistyczna przecież strategia rozkruszków przetrwa w kolejnych pokoleniach, jeśli roztocza będą przebywały jedynie w towarzystwie swoich krewniaków - braci i sióstr, będących nosicielami tych samych genów. Być może w tej sytuacji bardziej opłaci się altruizm.

Jak siostra i brat

I rzeczywiście - okazało się, że wśród badanych rozkruszków zaszły zmiany ewolucyjne, które były wyraźnie widoczne już w dziesiątym pokoleniu. Reprezentujące je osobniki męskie znacznie mniej szkodziły samicom podczas kopulacji. - W ten sposób samce zwiększały sukces rozrodczy: po pierwsze - swoich braci, po drugie - swoich sióstr - skomentował prof. Radwan. Okazało się, że w takiej populacji rodziło się o około 20 procent więcej potomstwa, niż w grupie kontrolnej.

Wyniki badania ukazały się w prestiżowym piśmie "Science Advances".

Badania pozwoliły eksperymentalnie potwierdzić słuszność liczącej już pół wieku teorii doboru krewniaczego - podkreślił w rozmowie z PAP kierujący badaniami prof. Jacek Radwan. Zgodnie z tą teorią pewne zachowania - które są albo kosztowne, albo skłaniają osobniki do powstrzymania się od zachowań egoistycznych - mogą ewoluować, o ile są skierowane do osobników spokrewnionych (albo innych osobników, z którymi dzieli się geny).

Rozróżnić skutki i przyczyny

- Teoria zakładała więc, że pokrewieństwo członków grupy może prowadzić do powstawania skrajnych systemów opartych na kooperacji, np. wśród owadów społecznych takich jak pszczoły czy mrówki - przypomniał Radwan. Jednak w teorii tej (jak się wydawało, już ugruntowanej) pojawił się wyłom. Kilka lat temu na łamach "Nature" ukazał się kontrowersyjny artykuł, który wskazywał, że trudno odróżnić skutek od przyczyny. Może więc życie w towarzystwie krewnych nie było przyczyną ewolucji społeczeństw owadów, ale raczej tej ewolucji skutkiem... Bardzo często zdarza się, że kolonie owadów społecznych zakładane są przez pojedyncze samice i kiedy powstaje społeczeństwo, owady nie mają wyjścia - muszą zacząć żyć w towarzystwie swoich rodzin.

Badacze z Poznania rozwiali te wątpliwości. Pokazali, że towarzystwo wyłącznie krewniaków faktycznie uruchamia pewne procesy ewolucyjne, prowadzące do tworzenia społeczeństwa bardziej kooperacyjnego. - Pokazaliśmy też, że dobór krewniaczy może też decydować o natężeniu skali konfliktu między płciami - dodał prof. Radwan.

Hodowla roztoczy

Jak wyglądało doświadczenie? Badacze hodowali grupy roztoczy, w których wszystkie osobniki były rodzeństwem, a także grupy kontrolne, gdzie roztocza nie były spokrewnione. - Te zwierzęta mają jeden milimetr, dzięki czemu możemy w laboratorium hodować sporo populacji jednocześnie. A w dodatku cykl życiowy tych zwierząt trwa dwa tygodnie, co pozwala szybko dostrzec skutki ewolucji - wytłumaczył Radwan.

Wystarczył rok (10 pokoleń), aby zaobserwować ewolucyjne zmiany wpływu samców na płodność samic. Badacze pokazali, że samce rozkruszków nabrały lepszych manier nie tylko w stosunku do swoich sióstr, ale że również stawały się delikatniejsze dla wszystkich innych samic.

Rozkruszki kontra my

Prof. Radwan podkreślił, że ewolucja eksperymentalna, którą przeprowadził jego zespół, ilustruje ogólną zasadę, jednak nie da się przełożyć bezpośrednio na przykład na społeczności ludzi. - U człowieka konflikt między płciami ma inne oblicze, niż na przykład u roztoczy - powiedział. Jak dodał, wśród ludzi konflikt płciowy osłabiany jest m.in. tym, iż mężczyźni i kobiety tworzą długotrwałe związki, co sprawia, że interesy rozrodcze płci bardziej się pokrywają; jednak można spekulować, że na przykład w nielicznych społecznościach ludzkich dopuszczających poliandrię żony są zazwyczaj dzielone przez braci dlatego, że zmniejsza to pole konfliktów w obrębie rodziny.

- Bardziej ogólne odniesienie może mieć natomiast implikowana przez nasze wyniki uniwersalność i siła doboru krewniaczego. Nie jest niczym nowym, że chętniej podzielimy się swoimi dobrami z krewnymi, niż z obcymi. Nasze badania dają dodatkowe potwierdzenie, że pokrewieństwo mogło w ewolucji zachowań społecznych odgrywać znaczącą rolę - zakończył naukowiec.

PAP - Nauka w Polsce