Самці рудих тарганів спокушають партнерш за допомогою солодкого секрету тергальних залоз. Однак люди так давно труять цих комах підсолодженими приманками, що серед них поширилася мутація, яка викликає огиду до глюкози. В результаті мутантні самки відмовляються поїдати шлюбні подарунки самців дикого типу, через що ті не можуть їх запліднити. Втім, з мутантними самцями такі особини успішно спарюються, ймовірно, завдяки зміненій стратегії залицяння. Результати дослідження опубліковані в статті для журналу.
Правильний спосіб завоювати прихильність потенційної партнерки - подарувати їй щось смачне. Такий підхід вже близько ста мільйонів років практикують самці багатьох видів тварин, в першу чергу комах і павукоподібних. Вони підносять самкам видобуток або субстанції, вироблені у власному організмі, наприклад, гемолімфу або виділення слинних залоз. Їстівні шлюбні подарунки виконують кілька функцій: забезпечують самок додатковими поживними речовинами, підвищують привабливість самців і страхують їх від сексуального канібалізму.
Добре всім знайомі руді таргани () теж використовують їстівні подарунки в шлюбних церемоніях. Під час залицяння тарган-самець оголює спеціалізовані тергальні залози на черевці і пропонує партнерше їхній солодкий секрет, до складу якого входять олігосахариди мальтозу і мальтотріозу. Зацікавлена самка встає трохи позаду залицяльника і починає поїдати його виділення. Якщо партнерка буде перебувати за самцем досить довго, той зможе витягнути черевко, з'єднати свої геніталії з її геніталіями і зробити запліднення. Однак якщо якість подарунка виявиться для самки недостатньою, спарювання не відбудеться.
Тяга рудих тарганів до солодкого допомагає самкам цього виду знаходити партнерів і вибирати кращих з них. Однак вона також може їх погубити. Справа в тому, що люди давно борються з тарганами за допомогою отруєних приманок, що містять цукор. У відповідь на це в деяких тарганячих популяціях поширилася мутація, яка впливає на роботу смакових рецепторів і викликає огиду до глюкози. Особини з такою мутацією уникають солодких приманок і завдяки цьому не гинуть від отруєння.
Команда ентомологів, яку очолила Аяко Вада-Кацумата (Ayako Wada-Katsumata) з Університету штату Північна Кароліна, вирішила розібратися, як огида до глюкози позначається на розмноженні тарганів. Раніше вони звернули увагу, що у самок з мутацією за цією ознакою залицяння рідше завершуються спарюванням, ніж у самок дикого типу, проте чому саме, досі залишалося невідомим. Автори припустили, що, коли під впливом ферментів слини мальтоза і мальтотріозу з шлюбного подарунка швидко перетравлюється до глюкози, мутантні самки, які відчувають огиду до її смаку, переривають годування і залишають партнера.
Щоб перевірити цю ідею, Вада-Кацумата та її колеги провели ряд експериментів. Спочатку вчені пропонували тарганіхам вибрати між самцем дикого типу і самцем з мутацією, що викликає огиду до глюкози. Виявилося, що самки дикого типу однаково часто вибирають звичайних і мутантних самців. Однак мутантні самки віддавали перевагу мутантним самцям. Коли аналогічний вибір запропонували самцям, ті не продемонстрували явних уподобань.
Потім дослідники підсаджували до одного дикого або мутантного самця одну дику або мутантну самицю. При цьому ніякого вибору комахам не надавалося. Оцінивши частку доглядань, що завершилися спарюванням, автори дійшли висновку, що в парах мутантна самка - дикий самець цей показник значно нижчий, ніж у парах дика самиця - дикий самець.
Додатковий аналіз показав, що успіх доглядань насамперед залежить від того, як тарганіха поводиться під час поїдання шлюбного подарунка. Під час успішних доглядань самки дикого типу встає за самцем 1,4-1,7 рази, а кожне годування триває в середньому 5,8-6,9 секунди. В ході невдалих доглядань дикі самки встають в позу годування всього один раз і їдять 4,2-4,6 секунди. Мутантні самки проводять за поїданням шлюбного подарунка диких самців істотно менше часу за один раз, причому як під час успішних, так і під час невдалих доглядань (2,8-3,6 і 3,5-3,8 секунди відповідно). При цьому мутантні тарканіхи встають позаду диких самців в середньому 2,7 рази за доглядання, що збільшує загальний час годування при успішних догляданнях до 9,2 секунди. При невдалих догляданнях загальна тривалість поїдання шлюбного подарунка залишається низькою і становить в середньому 2,8 секунди.
Таким чином, мутантні самки проводять за партнерами дикого типу занадто мало часу, щоб ті встигли з'єднатися з ними геніталіями і запліднити. Водночас з мутантними самцями мутантні самки успішно спарюються, хоча кількість і тривалість шлюбних годувань у таких парах невеликі (загалом 4,8 секунди). Дослідники припускають, що особини з огидою до глюкози використовують нетипову для рудих тарганів стратегію залицяння. Яку саме, належить з'ясувати в ході майбутніх досліджень.
Цього ж разу Вада-Кацумата та її колеги зосередилися на причинах, яких змушують мутантних тарганих відкидати шлюбні подарунки диких самців. Дослідники звернули увагу, що виділення тергальних залоз привертає самок обох типів, проте особини з огидою до глюкози поїдають значно менше цього секрету, ніж їх диких сородичі. Таким чином, переваги мутантних самок не збігаються зі смаком виділень, вироблених самцями дикого типу. Судячи з усього, такі самки переривають годування відразу після того, як ферменти їх слини розкладають мальтозу і мальтотріозу до глюкози. Додатковий експеримент підтвердив, що слина тарганих ефективно розкладає мальтозу і, в меншій мірі, мальтотріозу, до глюкози. Коли у виділення тергальних залоз диких самців додали слину мутантних самок, концентрація глюкози в зразках зросла через 5-10 секунд. Приблизно стільки часу самка проводить, поїдаючи шлюбний подарунок.
Щоб підтвердити, що смак шлюбного подарунка змушує мутантних самок переривати годування, вчені взяли кілька самців дикого типу і впорснули в їх тергальні залози розчин фруктози. Ця речовина не викликає негативної реакції у особин з огидою до глюкози. Потім до оброблених самців і до звичайних самців дикого типу підсаджували мутантних самок. У парах мутантна самка - звичайний самець самки годувалися недовго, а успіх доглядань був очікувано низьким. Однак додавання фруктози до тергального секрета помітно підвищило тривалість годування і успіх доглядань.
На наступному етапі Вада-Кацумата зі співавторами схрестили гомозіготних мутантних тарганів з особинами дикого типу і отримали гетерозіготних особин, які проявляли меншу огиду до глюкози. Потім гібридних самок розділили на дві групи. Особини з першої відкидали тільки високі дози глюкози (більше 1000 мілімоль на літр), а особини з другої - і більш низькі дози (100-300 мілімоль на літр). При зустрічах з дикими самцями частка успішних доглядань у самок дикого типу і гібридних самиць з низькою чутливістю до глюкози виявилася вищою, ніж у гомозіготних мутантних самиць і гібридних самиць з високою чутливістю до глюкози.
Результати дослідження демонструють, що огида до глюкози, яка підвищує виживаність рудих тарганів, знижує успіх їх доглядань. Схожі конфлікти між природним і статевим відбором вже відомі зоологам. Наприклад, у дрозофіл мутація, яка підвищує стійкість до ДДТ, робить самців менш привабливими для самок, а самцям цвіркунів з Гавайських островів довелося відмовитися від співу, який залучає партнерш, щоб захиститися від завезених паразитичних мух.
При цьому, хоча мутантні тарганихи і відкидають залицяння самців дикого типу, з мутантними самцями вони успішно спарюються (а дикі самки, в свою чергу, спарюються з самцями обох типів). Ймовірно, це підвищує швидкість поширення мутації, що викликає огиду до глюкози. Автори припускають, що в результаті в тарганячих популяціях особини дикого типу і гібридні особини повинні швидко поступатися місцем мутантним особинам, гомозіготним за ознакою огиди до глюкози.
Раніше ми розповідали про те, як японські ентомологи детально вивчили шлюбний ритуал живляться гниючою деревиною тарганів. У цього виду комах самець і самка після спарювання об'їдають крила один одному. Можливо, вони просто надають один одному послугу з позбавлення від непотрібних крил, які заважають повзати по вузьких деревних ходах і можуть стати мішенню для паразитів та інфекцій.