Самки колюшек креативно подошли к выбору гнезда для потомства

Обычно рыбы выбирают для спаривания партнеров, обладающих определенными признаками или выполняющих определенные действия, например, строящих гнездо определенного вида. Британские и австралийские зоологи выяснили, что самки трехиглой колюшки (Gasterosteus aculeatus), небольшой аквариумной рыбки, подходят к выбору партнера «с умом». В зависимости от условий окружающей среды самки выбирают самца, построившего такое гнездо, которое наилучшим образом подходит для выживания потомства. Об этом рассказывается в статье, опубликованной в Evolution.

Трехиглая колюшка — небольшая рыбка, длиной 3-8 сантиметров, обитающая в умеренных широтах Северного полушария. Она служит удобным модельным организмом для биологических исследований, в том числе для изучения поведения и эволюционных исследований. Колюшка может адаптироваться к непривычным условиям: так, изначально обитавшие в прибрежных океанских водах, эти рыбки приспособились к жизни в пресных водоемах. Также, у колюшки наблюдается довольно сложное репродуктивное поведение. Самец защищает свою территорию, строит гнездо, в которое самки затем откладывают икру, и заботится об эмбрионах и мальках.

Во время брачного периода самец выкапывает ямку и строит в ней гнездо из водорослей, песка и мусора, которые он скрепляет секретом, выделяемым из почек. Затем он привлекает к гнезду беременных самок с помощью «танца зигзаг» (плавая перед ними вперед и назад). Одна или несколько самок откладывают в гнездо икру и самец выгоняет их прочь, а сам остается защищать потомство. Он отгоняет от гнезда конкурентов и хищников, и выбрасывает из гнезда неоплодотворенные или погибшие икринки. Чтобы эмбрионы могли развиваться, они должны получать достаточное количество кислорода, поэтому, во время инкубационного периода, самец трансформирует гнездо так, чтобы обеспечить приток свежей воды и плавниками подгоняет воду к гнезду.

Самка трехиглой колюшки выбирает самца, в гнездо которого она отложит икру, по нескольким признакам, в том числе по размерам тела и энергичности танца. Также исследователи предполагают, что самки выбирают самца, в том числе, по «строительным навыкам», так как структура гнезда играет важную роль в выживании потомства (защите его от хищников и обеспечении кислородом). Однако, по словам авторов статьи, до сих пор было неизвестно, реагируют ли рыбки на меняющиеся условия окружающей среды: меняются ли предпочтения самок и поведение самцов колюшек.

В новой работе ученые решили исследовать, влияет ли на брачное поведение колюшек уменьшение количества кислорода в воде — модифицирует ли самец гнездо в ответ на изменившиеся условия, и как на это реагируют самки. Авторы работы предположили, что в условиях недостатка кислорода самцы будут строить более рыхлые гнезда, чтобы обеспечить приток свежей воды к эмбрионам, а самки будут предпочитать самцов с такими гнездами. В то же время изменившиеся условия не повлияют на выбор самцов с определенным фенотипом, то есть самки по-прежнему будут отдавать предпочтение большим, энергично танцующим самцам.

Чтобы подтвердить или опровергнуть гипотезу, исследователи сконструировали двухстадийный эксперимент. В аквариумах, где содержались трехиглые колюшки, ученые аэрировали воду так, чтобы в воде был определенный уровень растворенного кислорода (низкий или высокий). В первый раз определенный уровень насыщения устанавливали во время строительства рыбками гнезда. Через несколько дней, после того, как гнезда были построены (и перед тем, как самцы колюшек начинали привлекать самок), исследователи либо меняли уровень насыщения воды кислородом (с низкого на высокий или наоборот), либо оставляли его на прежнем уровне и наблюдали за поведением рыбок.

Выяснилось, что при недостатке кислорода в воде, самцы строили более рыхлые и длинные гнезда, чтобы в них происходил интенсивный водообмен; если же вода была насыщена кислородом в достаточной мере, они делали более компактные гнезда. Выбор самок тоже оказался отчасти обусловлен меняющимися условиями. Хотя самки всегда предпочитали больших, энергично танцующих самцов, другим важным критерием выбора была конструкция гнезда. Если содержание кислорода в воде было низким после того, как гнездо было готово, рыбки выбирали самцов, построивших более рыхлые гнезда, если уровень кислорода в воде был высоким — они выбирали самцов, сделавших более компактные гнезда.

Авторы статьи отмечают, что «гибкие» предпочтения рыбок могут быть преимуществом в быстро меняющихся условиях. Как говорит ведущий автор исследования доктор Меган Хэд и Лейстерского университета «Что действительно здорово в наших результатах — это то, что самки не всегда выбирают определенный тип гнезда. По-видимому, у них есть «гибкие» предпочтения, они выбирают гнездо, наилучшим образом спроектированное для конкретных условий». Соавтор работы, доктор Ребекка Фокс из Технологического университета Сиднея, добавляет, что колюшки так хорошо адаптируются к новым условиям возможно потому, что они развивались в очень изменчивой среде. Сначала эти рыбы обитали только в морях и океанах, но, со временем, успешно заселили и пресноводные водоемы, то есть смогли приспособиться к новой среде.