Итальянские энтомологи выяснили, почему в популяциях жуков-оленей помимо крупных самцов с увеличенными жвалами встречаются более мелкие самцы, у которых жвалы намного скромнее. Оказалось, что эти насекомые используют две альтернативные стратегии спаривания. Когда самцы сражаются между собой за самок, преимущество получают более крупные особи с большими жвалами. Однако жуки-олени также могут участвовать в брачных полетах — и здесь шансы схватить самку на лету и унести ее выше у мелких самцов с небольшими жвалами. Результаты исследования опубликованы в статье для журнала Scientific Reports.
Самцы жуков-оленей (Lucanus cervus) хорошо известны благодаря крупным размерам и увеличенным жвалам, которые напоминают оленьи рога и используются в качестве турнирного оружия во время сражений за самок. Однако некоторые мужские особи этого вида выглядят иначе: они мелкие и жвалы у них небольшие. Предполагается, что полиморфизм среди самцов жуков-оленей сохраняется, поскольку представители каждого типа имеют свои сильные стороны. Крупные мужские особи выигрывают конкуренцию за самок и оставляют больше потомства, в то время как их мелкие сородичи получают преимущество за счет скромных потребностей в энергии на стадии личинки и более маневренного полета.
Впрочем, как выяснила команда энтомологов под руководством Даниэле Джанетти (Daniele Giannetti) из Пармского университета, шансы мелких самцов жуков-оленей спариться с самками в действительности выше, чем можно подумать. Летом 2022 года исследователи наблюдали за брачными турнирами и спариванием этих насекомых в окрестностях итальянского города Парма. В общей сложности они зафиксировали 28 скоплений жуков-оленей, в которых участвовало в общей сложности 86 самцов и 28 самок.
В семнадцати случаях Джанетти и его коллеги наблюдали группы из трех—шести мужских особей, сражавшихся друг с другом. Их стычки продолжались от четырех до одиннадцати минут, пока рядом не появлялась самка. После этого один из самцов хватал ее жвалами за грудь и уносил подальше от конкурентов, чтобы спокойно спариться. В оставшихся одиннадцати случаях авторы отметили более многочисленные скопления из десяти—тридцати самцов. Насекомые роились в двух—шестнадцати метрах над землей на протяжении трех—одиннадцати минут (подробное чаще происходило в начале брачного сезона, на участках с разреженным древесным пологом). Когда к рою подлетала самка, один из самцов хватал ее жвалами, а затем оба партнера немедленно падали на землю. В этом случае самцы удерживали самок не так долго, как после сражений, зато спаривание длилось дольше. По словам авторов, это первый известный пример ловли самок на лету у каких-либо жуков.
Проанализировав наблюдения, исследователи пришли к выводу, что во время сражений и во время брачных полетов преимущество получают мужские особи разных типов. Когда самцы жуков-оленей сражаются между собой, вероятность одержать победу и спариться с самкой максимальна у особей с более крупными относительно длины тела жвалами. Напротив, во время роения шансы таких самцов на успех ниже, чем у их сородичей со жвалами скромного размера. Кроме того, во время роения более мелкие самцы завоевывают самок чаще, чем крупные. Интересно, что средний размер самцов, участвующих в битвах и в роении, не отличается. Вероятно, в течение сезона размножения одни и те же особи успевают попытать удачи и в стычках с сородичами, и в брачных полетах.
Таким образом, у самцов жуков-оленей существуют две альтернативные тактики спаривания. Благодаря этому в популяции сохраняются как крупные самцы с увеличенными жвалами (которые выигрывают во время сражений), так и мелкие самцы с небольшими жвалами (они более успешны во время брачных полетов, поскольку маневреннее летают и быстрее хватают самок). Ранее похожие примеры были выявлены и среди других жесткокрылых. Например, крупные самцы японских жуков-оленей Prosopocoilus inclinatus добиваются более значительных успехов в сражениях с конкурентами, но испытывают трудности с передвижением, тратят много энергии на полет и чаще становятся жертвами хищников. В то же время их более мелкие сородичи настойчивее ухаживают за самками и крепче их удерживают. А мелкие самцы калоедов Onthophagus acuminatus вместо сражений с конкурентами роют подземные ходы, чтобы добраться до самок.
Ранее мы рассказывали о том, как энтомологи идентифицировали рецептор полового феромона жука Holotrichia parallela и исследовали закономерности его работы. Оказалось, что ген этого рецептора активнее всего экспрессируется каждую вторую ночь — синхронно с тем, как самки этого вида каждую вторую ночь выделяют половые феромоны. Усики самцов активнее реагировали на феромоны самок раз в 48 часов.