Биология

Тот факт, что самка павиана анубиса спарилась с конкретным самцом, вовсе не означает, что он станет отцом ее потомства. Выбор подходящего кандидата на эту роль продолжается после спаривания: сперматозоиды генетически несовместимых с самкой партнеров отсеиваются в репродуктивном тракте.

В биологии такой механизм полового отбора называется «скрытый выбор самки»: самка спаривается с несколькими самцами, но после совокупления к оплодотворению яйцеклеток допускаются лишь сперматозоиды определенного полового партнера. Этот скрытый отбор происходит внутри репродуктивного тракта путем так называемой дискриминации сперматозоидов: физиологическая реакция влагалища различается в зависимости от характеристик сперматозоидов, благоприятствуя одним и отвергая других.

Ученые предполагают, что выбор может быть основан на генетическом материале самца, который несут сперматозоиды. Прежде всего на генах главного комплекса гистосовместимости — участка генома, отвечающего за идентификацию патогенов и регуляцию иммунного ответа. У близких родственников этот регион генома схож.

Считается, что животные выбирают партнеров с максимально непохожим на свой генетическим набором аллелей главного комплекса гистосовместимости. Это снижает риск близкородственного скрещивания, обеспечивает генетическое разнообразие потомства и способствует его выживаемости.

До сих пор процесс дискриминации сперматозоидов наблюдали лишь у грызунов. У более крупных млекопитающих, таких как приматы, доказательства существования подобного внутреннего отбора отсутствовали. Не было и подтверждений гипотезы о том, что дискриминация сперматозоидов основана именно на их генетических характеристиках.

Чтобы разобраться в этой проблеме, международная группа исследователей, статья которой опубликована в журнале PLOS Biology, изучила популяцию из 13 павианов анубиса (Papio anubis), девяти самок и четырех самцов, содержащихся в центре приматов во Франции.

Сначала ученые картировали ДНК каждого животного, сосредоточившись на генах главного комплекса гистосовместимости, а также на генах, обеспечивающих распознавание чужеродного и похожего генетического материала. Кроме того, исследователи натренировали самок так, чтобы те за угощение подходили и позволяли быстро брать у них мазки из влагалища.

Самцов и самок в разном составе помещали вместе в вольеры, чтобы происходило спаривание как близкородственных, так и неродственных пар. У самок брали мазки до спаривания и через четыре часа после него, чтобы увидеть, как их организм реагирует на присутствие определенных сперматозоидов.

В итоге ученые установили, что среда репродуктивного тракта самок меняется в ответ на попадание в нее спермы разных самцов, либо препятствуя, либо способствуя ее проникновению дальше, к яйцеклетке.

Так, при спаривании самок с самцами, обладающими схожими генами главного комплекса гистосовместимости, pH влагалища значительно снижался. Это приводило к более кислой среде, уменьшая вероятность оплодотворения. А при спаривании с генетически отличающимися самцами pH влагалища оставался стабильным или снижался лишь незначительно, создавая более благоприятную среду для сперматозоидов и повышая шансы зачатия.

Ученые также обнаружили, что после спаривания с генетически схожими самцами во влагалище происходил всплеск активности генов, связанных с воспалительной реакцией и иммунной сигнализацией, то есть взаимодействием иммунных клеток между собой для координации защиты от вторжения.

Столь мощный иммунный ответ на нежелательные сперматозоиды свидетельствует о том, что организм самки способен их распознавать и запускать защитную реакцию, не разрешая участвовать в зачатии. Таким образом, с помощью механизма дискриминации сперматозоидов организм самки играет активную роль в обеспечении генетического разнообразия ее потомства, сделали вывод исследователи.