У многих современных и некоторых ископаемых земноводных распространен особый вид полового диморфизма, при котором самка оказывается заметно крупнее самца. Как показали исследования канадских биологов, такая ситуация серьезно повышает шансы на выживание в случае глобальных вымираний.

 Стивен Де Лилль и Локк Роу из университета Торонто проследили за развитием разнообразия земноводных на протяжении сотен миллионов лет, и пришли к выводу, что известное клише "размер имеет значение" вполне справедливо в применении к их эволюции. По данным исследователей, виды, у которых самцы и самки различаются размерами, подвержены меньшему риску вымираний и лучше адаптируются к различным условиям среды.

Независимая эволюция полов у видов, самцы и самки которых способны самостоятельно развивать такие черты, как размер, помогает им пережить угрозу, оказывающуюся смертельной для других видов, констатировал Де Лиль, отметив, что классическая экологическая теория оказалась не в состоянии предсказать такой поворот.

Общепринятая сегодня в науке позиция гласит, что вид с заметно различающимися размерами самцов и самок нуждается в большем количестве ресурсов и менее способен к адаптации и диверсификации, чем вид, у которого размеры особей не зависят от пола. "Я полагаю, что если наши результаты применимы к общей картине массовых вымираний, то нам, возможно, следует более внимательно присмотреться к тем видам, что находятся сегодня под угрозой уничтожения, – заявил Де Лиль. – Ученые могут пересмотреть свои взгляды на роль, которую играют половые различия в использовании среды обитания или диете".

Согласно некоторым оценкам, от 30% до 40% из живущих в настоящее время 7000 видов земноводных находятся под угрозой исчезновения. Это больше, чем в любой другой группе животные, причем вымирание амфибий является критической угрозой для глобального биоразнообразия и сложившихся трофических цепей. При этом земноводные служат своего рода "канарейками в угольной шахте", быстрее реагируя на экологические угрозы и предупреждая об опасности другим представителям флоры и фауны.

Исследование Де Лиля и Роу добавляет новый фрагмент в мозаику "шестого глобального вымирания", объясняя, почему некоторые виды сегодня чувствуют себя вполне хорошо, а другие находятся в упадке или уже исчезают. Так, например, золотая жаба и лягушка арлекин из Коста-Рики таинственным образом полностью исчезли в конце 1980-х годов, хотя их привычная среда обитания – тропические облачные леса – остались нетронутыми цивилизацией.

"Наша работа показывает, что мы все еще не полностью понимаем причины массовых вымираний, хотя теперь у нас есть представление о том, что половой диморфизм является важной чертой в этом отношении", – отметил Де Лиль.

Источник: PaleoNews

Генетические истоки разделения полов помогли открыть многоклеточные зеленые водоросли Volvox carteri, мужские и женские особи которых разделились от одноклеточных предков Chlamydomonas reinhardtii.

ВольвоксГруппа биологов из Центра растениеводства имени Данфорта (США) выявила у одноклеточных ген MID, управляющий дифференциацией половых клеток на два класса (+ и -). Потом ученые нашли аналог этого гена (VcMID) у полноценных мужских гамет Volvox carteri. Когда они искусственно простимулировали экспрессию VcMID у Volvox carteri женского пола, крупные клетки, которые должны были стать полноценными яйцеклетками, продолжили делиться, превратившись в сперматозоиды.

При обратной операции — блокировке экспрессии VcMID в мужских гаметах — ученые получили псевдоженские яйцеклетки, однако их потомство оказалось не вполне жизнеспособным.

Родство генов MID разных видов водорослей и их общая функция (регуляция различий между полами и типами спаривания) свидетельствуют, что найдена общая генетическая основа репродуктивной системы одноклеточных и многоклеточных организмов.

Источник: Научная Россия

Прояснить подробности возникновения резкого полового диморфизма у ластоногих (Pinnipedia) удалось аспиранту Карлтонского университета Томасу Каллену. Он убедительно показал, что большая разница в размерах самцов и самок возникла у этой группы водных млекопитающих в самом начале их развития, более 20 млн лет назад.

Некоторые современные ластоногие, например морские львы и морские котики, создают гаремы, в которых на единственного самца приходится несколько самок. При этом самцы намного крупнее и сильнее самок, и охраняют их от попыток спариться с посторонними самцами. В то же время другие ластоногие, в том числе нерпы и тюлени, подобным диморфизмом не обладают и гаремов не заводят. Биологов с давних пор интересовали причины возникновения такой ситуации, но пролить свет на нее не удавалось.

Enaliarctos emlongiИзучая окаменелости древних ластоногих под руководством доктора палеонтологии Канадского музея природы Натальи Рыбчински, Каллен обратил внимание на небольшой череп раннего представителя группы Enaliarctos emlongi, найденный в 1980-х годах на побережье штата Орегон. "Прежде этот образец считался принадлежащим детенышу, но мы изучили его заново, и, исходя из строения черепа решили, что это была все же взрослая особь", – рассказал Каллен.

Сравнив череп мелкого эналиарктоса с другими известными остатками этого вида и черепами современных диморфных видов ластоногих, исследователь пришел к выводу, что имеет дело с тем самым половым диморфизмом и держит в руках череп самки, сильно отличавшейся от самцов габаритами.

Вместе с другой выпускницей Карлтона – Даниэль Фрейзер – Каллен продолжил исследования и по характеру особенностей строения черепов древних и современных представителей Pinnipedia пришел к выводу, что половой диморфизм сформировался у них во временном интервале между 20 и 27 млн лет назад, то есть в самом начале эволюции этой группы и гораздо раньше, чем это предполагалось прежде. "Уже ранние ластоногие образовывали такие же гаремы, как современные морские львы, – уверен канадский палеонтолог. – До нашего исследования никто и не предполагал, что они могли вести себя подобным образом".

После уточнения момента возникновения диморфизма и, следовательно, гаремов, ученые попытались объяснить эволюционный смысл этого явления. "В нашей интерпретации эти события происходили во времена, когда Земля переживала серьезные изменения климата и океанических течений. Колонии, перешедшие к гаремам, обитали в районах апвеллинга, где смешиваются водные массы с разными характеристиками. Мы считаем, что концентрация большого количества ластоногих в одном районе и заставляла их выработать систему гаремного спаривания и полового диморфизма", – пояснил Каллен.

По его словам, теперь становится возможным предсказать эволюцию всей группы в ближайшем будущем. "Изменения климата в наше время больше затрагивают Арктику и Антарктику, чем умеренные или экваториальные широты. При этом ластоногие полярных областей, как правило, не заводят гаремов и не отличаются диморфизмом. В результате изменения климата температура полярных вод, как ожидается, увеличится, их питательная ценность снизится и это приведет к определенному давлению на обитающих там ластоногих. В результате они могут перейти к созданию колоний и, как следствие, формированию гаремов", - приводит PhysOrg слова ученого.

Источник: PaleoNews