У азиатских слонов нашли признаки менопаузы
Наблюдая за жизнью и размножением почти четырех тысяч самок азиатского слона, ученые обнаружили у них признаки менопаузы. Иными словами, слонихи проживают существенную часть своей жизни после окончания размножения. По количеству лет, которые проходят между последними родами и смертью, слонихи теперь уступают лишь нескольким видам китообразных и человеку. Исследование опубликовано в журнале BMC Evolutionary Biology.
До сих пор известно совсем немного видов, в которых особи продолжают существовать после того, как потеряли способность размножаться. Это свойство считается очень редким, поскольку непонятно, как оно могло закрепиться в ходе эволюции. У человека, например, долгая менопауза — период после потери фертильности — сейчас объясняют «гипотезой бабушек». Она предполагает, что менопауза может приносить пользу в долгосрочной перспективе: те особи, которые не размножаются, могут следить за детенышами — уже не своими, а своих детей. Однако если для человека это может оказаться справедливым, то к другим животным применить такую гипотезу гораздо сложнее.
Чтобы достоверно определить, есть ли у того или иного вида менопауза, недостаточно измерить средний возраст окончания размножения, поскольку у отдельных особей он может различаться. Исследователи пользуются сложным параметром под названием «пост-репродуктивная представленность» (post-reproductive representation, PrR). Это процент всех лет жизни самок в популяции, который они проводят после окончания размножения. Чтобы его вычислить, необходимо подсчитать все годы, которые самки проживают после конца размножения, и разделить их на число лет, прожитых после начала. У китообразных, например, PrR может быть от 0,15 до 0,30 — то есть 15-30 процентов всех лет жизни самок в популяции проходит в менопаузе. У человека этот показатель еще выше — больше 50 процентов.
Саймон Чапман (Simon Chapman) из Университета Турку и его коллеги из Великобритании и Мьянмы подсчитывали PrR для азиатских слонов. Исследователи работали с самой большой популяцией слонов в неволе — это животные, которых в Мьянме используют для вывоза срубленных деревьев. Ученые проанализировали данные о 3802 самках, которые работали на предприятии с 1950-х годов. При этом они отдельно учитывали слонов, которые родились в неволе, а также тех, кого поймали на свободе — возраст последних сложнее определить достоверно.
Ученые обнаружили, что никакого однозначного порога, за которым прекращается размножение, нет: слонихи продолжали рожать детенышей, просто делали это реже с возрастом. Самыми старыми животными оказались слоны возрастом 69 (рожденные в неволе) и 76 (пойманные) лет, самые поздние роды у них зафиксировали в 55 и 64 года соответственно. Неизвестно, является ли этот возраст пределом, однако среди слоних старше 55 лет 65 процентов «пропустили» по меньшей мере одни роды, то есть не рожали в течение времени, которое необходимо, чтобы выносить слоненка.
Значение PrR у слонов оказалось достаточно высоким: 0,162 для всей популяции и 0,207 для слонов, рожденных в неволе. Выше только у пары касаток, нарвала, белуги и человека. Правда, для того, чтобы достоверно убедиться в наличии у слонов менопаузы, исследователям потребуется следить за количеством гормонов в их крови, а также считать яйцеклетки в яичниках мертвых животных, что пока реализовать довольно сложно.
PrR у азиатского слона оказался не только выше, чем у его африканского собрата, но и выше, чем в предыдущих работах с участием азиатских слонов, где он был около 0,13. Авторы работы отмечают, что это может зависеть от длины исследования. Они подсчитали, что, если бы они взяли данные за меньшее количество лет, то показатель PrR колебался бы довольно сильно — от 0 до 0,4 — и только к концу наблюдений он вышел на плато. Это может означать, что по многим животным у нас просто недостаточно данных — возможно, с течением времени удастся обнаружить аналог менопаузы и у других видов.
Азиатские слоны известны своими способностями к математике: они могут сравнивать числа в пределах десятка, а также различать большие и меньшие количества еды на нюх. Кроме того, у них обнаружили отдельные черты характера, а также склонность сбиваться в мужские группы в присутствии человека.
Полина Лосева
И отползли от источника звука
Группа исследователей из Китая, США и Южной Кореи выяснила, что нематоды Caenorhabditis Elegans, которые чувствуют звук всем телом, реагируют не на абсолютное звуковое давление, а на его градиент. Из-за этого они способны различать и избегать звуки, которые издают небольшие беспозвоночные хищники, но не реагируют на более громкий шум. Кроме того, такой механизм восприятия градиента звукового давления, по-видимому, общий для многих животных, включая других беспозвоночных и млекопитающих. Работа опубликована в Current Biology. У нематод Caenorhabditis Elegans, как и у многих беспозвоночных, нет органов слуха, но они могут чувствовать звук и уползать от него, то есть проявлять отрицательной фонотаксис. В 2019 году Адам Илифф (Adam Illiff) из Мичиганского университета с коллегами показали, что звуковые вибрации черви ощущают всем телом, а их наружные покровы — кутикула — работают примерно как барабанная перепонка позвоночных. Тогда ученые определили механосенсорные нейроны червей, которые, вероятно, преобразуют звуковые волны в нервный импульс. И выяснили, что воспринимают черви именно колебания воздуха: мутанты, которые не чувствовали вибрацию субстрата, все равно проявляли фонотаксис. Теперь Цань Ван (Can Wang) из Хуачжунского университета науки и технологий (он принимал участие и в прошлом исследовании) и его коллеги из Китая, США и Южной Кореи выяснили, как именно нематоды чувствуют звук. Они размещали рядом с головой нематод динамики разных размеров и включали звуки разной громкости и частоты. Когда ученые помещали маленький динамик диаметром 0,5 миллиметра на расстоянии одного миллиметра от головы нематоды (что примерно равняется длине тела червя), и включали на нем звук частотой 1 килогерц и громкостью 80 децибел, черви разворачивались и ползли в противоположную от звука сторону. Но когда этот динамик заменили на больший, диаметром 3 миллиметра, нематоды не реагировали, хотя звук был таким же. Даже когда громкость увеличивали до 110 децибел или меняли частоту на большую или меньшую, нематоды не меняли траекторию своего движения. Исследователи обнаружили, что кутикула червей вибрирует сильнее всего от звука из маленького динамика. С помощью кальциевой визуализации авторы оценили активность механосенсорных нейронов, которые и реагируют на звуковые колебания. Их активность уменьшалась с увеличением размера динамика, даже если громкость звука была одинаковой. На звук из трехмиллиметрового динамика нейроны червей не реагировали. Также ученые выяснили, что звук из маленького динамика создает наибольший градиент звукового давления в теле нематод — это измерили с помощью миниатюрного микрофона. Давление звука, проходящего через среду, снижается с течением времени, — и в голове червя, которая ближе всего к динамику, оно выше, чем на конце его тела. Если источник звука небольшой, звуковое давление уменьшается быстрее, и таким образом градиент звукового давления по телу червя получается больше. Чтобы изменить звуковой градиент, авторы размещали динамики на разном расстоянии от головы червя — чем ближе был динамик, тем резче градиент. Абсолютное звуковое давление в области головы нематод тем временем не менялось. Черви демонстрировали наиболее устойчивые слуховые реакции только в ответ на резкий градиент. Градиент звукового давления коррелировал и с движением червей, и с вибрацией кутикулы, и с активностью механосенсорных нейронов. Нематоды живут в гниющих листьях на земле, где им могут повстречаться разные беспозвоночные хищники. По всей видимости, именно их звуки — стрекотание, шуршание или шелест крыльев — и могут слышать черви, а вот более громкие звуки от источников большего размера для них не так важны. Градиент звукового давления возникает и в тимпанальных органах кузнечиков, и в заполненной жидкостью улитке млекопитающих. В случае последних этот градиент, по всей видимости, необходим, чтобы активировались механочувствительные волосковые клетки улитки. То есть активация чувствительных к звуку нейронов происходит у разных животных по одному принципу. Ранее ученые обнаружили, что эпигенетическая память позволила нематодам C. elegans избегать патогенных бактерий даже спустя четыре поколения. То есть одни черви встретились с бактерией, выяснили, что она опасна, и стали ее избегать, а их детям и внукам уже не потребовалось проверять бактерий на себе — они избегали их сразу благодаря унаследованным модификациям гистонов.