Старые воробьи обошли молодых по количеству сперматозоидов

Процедура забора спермы у воробья
Antje Girndt er al. / PLOS ONE, 2017

Немецкие ученые выяснили, что старые самцы воробьев оказываются плодовитее, чем молодые, из-за большего количества сперматозоидов, которые могут достичь яйцеклетки: у старых птиц их оказалось втрое больше. При этом другие показатели качества спермы, а также объем клоаки, оказались незначимыми. Статья с результатами исследования опубликована в Journal of Evolutionary Biology.

Воробьи — социально моногамные птицы, которые создают постоянные пары. Спариваться при этом они могут и с особями из других пар, но строят гнезда и заботятся о потомстве они вместе со своим постоянным партнером, вне зависимости от других связей. Отцами большей части потомства, появившегося на свет в результате таких спариваний вне пар, оказываются наиболее старые самцы. С одной стороны, это противоречит общепринятым представлениям о том, что успеха в половом отборе должны добиваться более молодые особи. С другой стороны, существуют данные, которые показывают, что сперма старых самцов более низкого качества, что также противоречит их эффективной репродуктивной способности. 

Антье Гирндт (Antje Girndt) из Института орнитологии Макса Планка и его коллеги решили выяснить, почему старые домовые воробьи (Passer domesticus) плодовитее молодых в случаях спариваний вне постоянных пар. Они выдвинули гипотезу, в соответствии с которой лидерство старых самцов основано на посткопулятивных преимуществах — например, на количестве спермы, а не ее качестве и том, что такие преимущества меняются с возрастом.

Чтобы проверить свою гипотезу, ученые изучили свойства репродуктивной системы самцов воробьев: морфологические особенности сперматозоидов (их форма может сказать об их качестве), объем клоаки (он коррелирует с количеством спермы) и количество сперматозоидов, которые успевают добраться до яйцеклетки. 

Ученые сравнили эти показатели у двух популяций воробьев: дикой, живущей в Южной Англии, и живущей в неволе на территории Института орнитологии Макса Планка в Зеевизене в Германии. Живущих в неволе воробьев изучали потому, что среди них много старых особей, то есть тех, кто старше трех лет: в дикой природе этот возраст переживает менее 20 процентов особей.

Ученые выяснили, что у особей, живущих в неволе, более чем втрое выше доля сперматозоидов аномальной формы (17 процентов против 5 процентов). При этом статистически значимой связи между особенностями строения сперматозоидов и возрастом птицы обнаружить не удалось. Никакой связи не было и между возрастом воробьев и объемом клоаки. При этом анализ яиц показал, что количество сперматозоидов, достигших их, у старых самцов примерно втрое больше, чем у молодых птиц.

Количество сперматозоидов, достигших яйцеклеток, в зависимости от возраста самцов. Слева — старые, справа — молодые
Antje Girndt et al. / Journal of Evolutionary Biology, 2019

Таким образом, единственное преимущество старых самцов было в количестве сперматозоидов, которые достигали яйцеклетки — чем их больше, тем выше вероятность оплодотворения. С одной стороны, это может объяснить их успех при половом отборе, но с другой, большое количество сперматозоидов может также быть и проблемой, потому что с его ростом увеличивается риск гибели эмбрионов.