Dlaczego niektóre samice decydują się na wielu partnerów?
Niektóre samice znajdują sobie partnera tylko raz w życiu, ale dla innych to za mało. Samice niektórych gatunków mają długie i barwne życie seksualne, ponieważ preferują poliandrię, czyli strategię reprodukcyjną polegającą na parzeniu się z wieloma samcami. Dlaczego tak się dzieje? Pomimo wielu lat poszukiwań rozwiązania tej zagadki naukowcy wciąż szukają ostatecznej odpowiedzi. Jedna z teorii wskazuje na związek pomiędzy skłonnościami seksualnymi a układem odpornościowym. Nasienie przekazywane samicy przez samców może zawierać patogeny, co oznacza, że więcej kontaktów seksualnych może zwiększać narażenie na choroby przenoszone drogą płciową. Ale czy parzenie się z wieloma samcami nie powoduje raczej zwiększenia odporności samic? W ramach projektu IMMUNFUNC, realizowanego przy wsparciu działania „Maria Skłodowska-Curie”, naukowcy zbadali złożone zależności pomiędzy poliandrią, patogenami i odpornością, aby lepiej zrozumieć różnice w aktywności seksualnej. Badania opierały się na hipotezie zakładającej, że poliandria pozytywnie wpływa na skuteczność układu odpornościowego samic – większa liczba partnerów oznacza lepszą ochronę. Mogłoby to mieć sens z ewolucyjnego punktu widzenia, pod warunkiem, że długoterminowe korzyści płynące z lepszej ochrony przewyższałyby krótkoterminowe koszty związane z wyższym ryzykiem choroby.
Parzenie się pod mikroskopem
Aby sprawdzić swoją hipotezę, zespół projektu IMMUNFUNC zbadał związek pomiędzy zakodowanymi w genach poziomami poliandrii a odpornością samic na patogeny na przykładzie 10 różnych genotypów (zespołów genów) muszek owocowych z rodziny wywilżnowatych z gatunku Drosophila pseudoobscura. Muszki charakteryzowały się odmiennymi predyspozycjami genetycznymi do poliandrii, co pozwoliło zespołowi przestudiować wpływ zróżnicowania genetycznego i parzenia się na układ odpornościowy samic. „Ten gatunek muszek jest wyjątkowy, ponieważ liczba kopulacji u samic znajduje się pod silną kontrolą genetyczną, a cecha ta zmienia się w zależności od obszaru występowania owada w Ameryce Północnej, tzn. północne populacje samic parzą się częściej niż samice z południowych populacji”, mówi Nina Wedell, profesor biologii ewolucyjnej na Uniwersytecie w Exeter i koordynatorka projektu IMMUNFUNC. Zespół opracował metodę na pobudzanie układu odpornościowego muszek z wykorzystaniem dwóch różnych gatunków bakterii, które wywołują różne reakcje tego układu. „Wykorzystaliśmy wskaźnik przeżywalności samic po ich zainfekowaniu tymi bakteriami jako wskaźnik funkcji układu odpornościowego w 10 genotypach dla różnych strategii reprodukcyjnych. W ten sposób sprawdziliśmy korelacje pomiędzy przeżywalnością samic a poliandrią dla każdego gatunku bakterii oraz ich wpływ na poziom ekspresji genów odpowiedzialnych za mechanizm odpowiedzi immunologicznej oraz obciążenie bakteryjne w 10 genotypach”, wyjaśnia Wedell.
Owocne badania
Rezultaty badań nie potwierdziły hipotezy, wskazując na brak znacznej korelacji pomiędzy liczbą partnerów a skutecznością układu odpornościowego. Zespół odkrył za to, że za poziom odporności na patogeny jest odpowiedzialne zróżnicowanie genetyczne oraz że konsekwencje parzenia się z wieloma partnerami są różne dla różnych badanych genotypów. „Dowodzi to, że w przypadku niektórych genotypów reakcja immunologiczna jest ogólnie bardziej skuteczna niż w przypadku innych, nie dochodzi też do żadnych kompromisów pomiędzy różnymi rodzajami reakcji immunologicznych”, wyjaśnia Wedell. Mimo że nie udało się potwierdzić oryginalnej hipotezy (co jest istotnym elementem procesów poznania naukowego), zespół projektu znalazł pierwsze dowody wskazujące na to, że zróżnicowanie genetyczne ma wpływ na strategie reprodukcyjne w populacjach muszek. Wyniki badań będą przydatne do udoskonalania strategii ochrony roślin opierających się na masowej sterylizacji samców. Lepsze zrozumienie aktywności seksualnej i płodności samic pozwoli naukowcom prowadzić zaawansowane badania w tej dziedzinie i opracowywać skuteczne rozwiązania.
Słowa kluczowe
IMMUNFUNC, poliandria, muszka owocowa, parzenie się, odpornościowy, ochrona, genetyczny, patogeny
