Самцы бабочек-монархов конкурируют даже после спаривания

Принуждение вместо ухаживания

Процесс размножения бабочек-монархов( Danaus plexippus) заинтересовал доктора Мишель Соленски (Колледж Вустера, США) и доцента Карен Оберхаузер (Университет Миннесоты, США). Оказывается, личная жизнь этих бабочек на самом деле совсем не так романтична, как может показаться. В отличие от самцов других видов бабочек, которые ухаживают за самками перед спариванием -- устраивают брачные полеты и танцы, самец бабочки-монарха, не тратя время на ухаживания, действует просто и грубо. Он силой удерживает самку во время спаривания в течение нескольких часов. Причем обычно в определенное время - с 22.00 до 04.00. В принципе, процесс, по словам ученых, может начаться в любое светлое время суток, но обязательно должен закончиться  после захода солнца. Только тогда самец выпускает партнершу из своих цепких объятий. Все это время оба партнера находятся в полной неподвижности. Во время спаривания самец проникает в самку, выпуская огромный сперматофор -- специальную капсулу, наполненную сперматозоидами. Размеры сперматофоров большие – они могут составлять до 10% от всей массы насекомого, но могут и меняться в течение жизни самца.

Сперматофор со спермой попадает вначале в мускулистую совокупительную сумку самки, а затем в семяприемник, где и происходит оплодотворение. Остатки же семенной жидкости остаются в совокупительной сумке самки несколько дней.

Теория конкуренции спермы или кто же станет отцом

Довольно долгое время ученых интересовали процессы внутривидовой конкуренции за самку непосредственно до спаривания.  В 1970 году британский биолог Джефри Паркер предложил теорию конкуренции спермы – когда борьба за самку между самцами продолжается и после спаривания. Конкуренция возникает, когда способная к оплодотворению сперма двух или более самцов оказывается в организме самки. Это действительно возможно. Ведь некоторые животные имеют большое количество партнеров. Кроме того, сперма способна храниться в организме самки и оставаться при этом фертильной в течение долгого времени.

Самцов же волнует вопрос -- чьи сперматозоиды достигнут цели, и кто станет отцом? Конкуренция спермы высока, когда партнерша уже вступила в спаривание с другими партнерами или собирается это сделать в ближайшее время с большой долей вероятности.

Конкуренцию спермы часто сравнивают с лотереей. Самец, реализующий большее количество семенной жидкости, способен теоретически оплодотворить больше яйцеклеток. Но чтобы организм самца мог воспроизводить большое количество эякулята, он должен быть сильным и крепким, ведь ему требуются очень большие энергетические затраты. Поэтому, чтобы зря не тратить энергию, самцы решили вначале изучить прошлые «связи» своей партнерши и затем вырабатывать определенное количество спермы, рассчитанное очень точно – не превышающее нужного количества, но и достаточное для того, чтобы «обогнать» конкурентов.

Эксперимент

Доктор Соленски проводила исследования на бабочках-монархах, выращенных из яиц, найденных в естественных условиях в Миссури, Арканзасе и Огайо (США). Гусениц кормили листьями и побегами комнатных растений. Появившиеся бабочки ели мед, разбавленный водой.

Всего в исследованиях принимали участие 30 девственных самок и столько же девственных самцов 5--10-дневного возраста. Одним самкам предлагался только один партнер, а другим – три. После каждого спаривания количество спермы в самке и ее свойства измерялись.

Самец самостоятельно контролирует количество фертильной спермы

Исследования ученых показали, что самцы действуют в рамках теории конкуренции спермы. Самец удивительным образом оценивает объем семенной жидкости предыдущих партнеров, находящейся в семяприемнике самки, с помощью специального сенсора на совокупительном органе. И затем после такой «оценки» передает тем больше фертильной спермы самке, чем больше содержится у нее внутри. По словам доктора Соленски, этот уникальный механизм, возможно, существующий только у бабочек-монархов, работает подобно датчику в топливном баке машины.

Сперма двух типов

Кроме того, ученые обнаружили, что семенная жидкость бабочек-монархов может быть двух видов – фертильной, то есть способной к оплодотворению, и с клетками, не содержащими ядер – не пригодной для оплодотворения. Причем, как показали исследования, количество эякулята и соотношение разных его типов может меняться при каждом спаривании. Самцы, у которых перерыв между скрещиванием был дольше, передавали сперматофоры больших размеров и большее количество двух типов спермы. Ученые полагают, что таким способом самцы пытаются отсрочить последующие скрещивания самки.