Старые матери-коловратки дали жизнь слабым дочерям
Наблюдения за партеногенетическими коловратками продемонстрировали, что у них, как и у многих других видов, возраст матери отрицательно сказывается на приспособленности и репродуктивном успехе потомства. При этом давление естественного отбора на потомков старых самок не достигает достаточного уровня, чтобы отсеять гены, ответственные за этот эффект. По мнению исследователей, выводы которых изложены в журнале PNAS, созданную ими модель можно использовать и для изучения видов, у которых старение матери не снижает успех ее детей.
Чем старше мать, тем меньше вероятность, что ее потомство будет здоровым, проживет долго и достигнет репродуктивного успеха. Эта закономерность отмечена для многих видов животных, включая человека. Тем не менее, естественный отбор по какой-то причине не лишает самок, достигших почтенного возраста, возможности размножаться.
Разобраться в этом парадоксе решила команда биологов во главе с Кристиной Эрнандес (Christina M. Hernández) из Океанографического института в Вудс-Хоуле. В качестве модельного организма они выбрали коловратку Brachionus manjavacas — крошечное водное беспозвоночное. Эти существа могут размножаться бесполым путем и порой образуют популяции, состоящие исключительно из партеногенетических самок. Каждая из них в течение десяти дней дает начало 25-30 крупным дочерям. При этом никакой материнской заботы коловратки не проявляют.
Ученые проследили за жизнью нескольких поколений партеногенетических коловраток в условиях лаборатории и проанализировали полученные результаты с помощью сложной демографической модели. Первые наблюдения подтвердили, что возраст матерей отрицательно коррелирует с выживаемостью потомства и снижает его шансы на успешное размножение. Дочери старых самок откладывали меньше яиц даже в молодом возрасте, что отрицательно сказывалось на всей популяции. Генетические механизмы, которые лежат в основе этой закономерности, пока остаются неизвестными.
Эффект старения матерей проявлялся как в идеальных для коловраток лабораторных условиях, так и в моделях. Заметнее всего он был в симуляции, где поддерживалась низкая рождаемость. В лаборатории и в симуляции с низкой выживаемостью влияние возраста матерей в масштабах популяции скрадывалось. Причина в демографической структуре: в обоих случаях почти все особи были представлены молодыми матерями и их потомством.
Исследователи также обнаружили, что, хотя потомки пожилых самок и хуже приспособлены к жизни, давление естественного отбора на них снижено. Это значит, что они не отсеиваются достаточно интенсивно, чтобы из популяции отсеялись генетические варианты, ответственные за эффект старения матерей.
Хотя работа была проведена на единственном виде, авторы полагают, что их модель можно использовать и для других животных, внося поправки на их демографическую структуру и особенности материнской заботы. Особенно интересно применить ее к видам, у которых старение самок никак не снижает жизнеспособность и репродуктивный успех потомства. К их числу, например, относятся костистые рыбы (Teleostei): у них качество и количество выметанной икры повышается с возрастом женской особи. Некоторые виды, проявляющие заботу о потомстве, также могут избежать эффекта старения матерей.
Возраст матери — далеко не единственный фактор, ответственный за выживаемость потомства. Например, у людей важную роль играет уровень ее образования. Как показало недавнее исследование, чем он ниже, тем выше риск смерти ребенка в первый год жизни, причем регулируется эта связь недостаточным весом при рождении и ранним сроком беременности на момент родов
Сергей Коленов
Такие ловчие сети до сих пор не были известны ни у одного вида
Центральноамериканские пауки Gelanor siquirres охотятся на других пауков с помощью необычных ловчих сетей. Эти хищники прикрепляют к растениям или земле несколько неклейких паутинных нитей. Пауки других видов пытаются использовать эти нити в качестве каркаса для строительства собственных ловчих сетей и привлекают внимание G. siquirres, которые быстро спускаются из убежища на нижней стороне листа и съедают их. Как отмечается в статье для журнала Animal Behaviour, подобный способ охоты ранее не был известен ни у одного вида пауков. Размер и форма ловушек, которые строят пауки, зависят от того, на какую добычу и в каких условиях они охотятся. Например, для рода Scoloderus характерны ловчие сети с сильно увеличенной верхней частью, которые идеально подходят для ловли ночных бабочек. Мадагаскарские представители рода Damastes создают из листьев и паутины западни для лягушек. А пауки Wendilgarda galapagensis с тихоокеанского острова Кокос плетут три разных вида ловчих сетей, предназначенных для охоты над водой, у поверхности земли и высоко над ней. Команда арахнологов под руководством Гилберта Баррантеса (Gilbert Barrantes) из Университета Коста-Рики описала неизвестную ранее конструкцию паучьих ловчих сетей. Осенью 2016 года исследователи в течение одного вечера встретили в заповеднике Тиримбина в Коста-Рике одного самца и пять самок пауков Gelanor siquirres из семейства Mimetidae. На тот момент вид был известен по единственной самке и практически не изучен. Все пять особей G. siquirres, которых нашли Баррантес и его коллеги, находились около своих ловчих сетей. Это позволило исследователям выяснить, как они охотятся. Оказалось, что эти пауки строят на нижней поверхности листьев в 1,6-2 метрах над землей убежище из нескольких паутинных нитей. От него отходят от одной до шести длинных неклейких паутинных нитей, которые крепятся к земле или растительности. Их длина достигает от 0,5 до 2 метров, а угол между ними и поверхностью земли составляет от 15 до 90 градусов. Авторы предполагают, что во время строительства сети пауки либо спускаются на землю и прикрепляют к ней паутинные нити, либо отпускают их концы в воздух, чтобы те зацепились за соседние растения. На трех паутинных нитях самца G. siquirres исследователи увидели три более тонкие горизонтальные нити. Они принадлежали паукам других видов, которые искали подходящее место для ловчей сети, выпуская паутинные нити в воздух и обследуя субстрат, к которому те прикрепились. Одна из таких нитей прямо на глазах у авторов прикрепилась к нити самца G. siquirres. После этого по ней прошел паук-кругопряд, видовую принадлежность которого определить не удалось. Когда кругопряд добрался до нити G. siquirres, тот быстро спустился и после недолгой погони поймал гостя и парализовал или убил его укусом. После этого G. siquirres вместе с добычей поднялся в убежище на нижней стороне листа. Баррантес с соавторами также заметили, как взрослая самка G. siquirres поднимается по собственной нейклейкой нити, удерживая в хелицерах паука другого вида. Чтобы удостовериться, что они наблюдали охоту G. siquirres, исследователи посадили на одну из нитей другой особи этого вида пойманного паука-кругопряда. Хозяин сети тут же спустился и почти добрался до подсаженного к нему паука — но в этот момент их обоих спугнул упавший лист. По словам авторов, в последующие годы они наблюдали аналогичное поведение G. siquirres еще трижды, каждый раз после наступления темноты. Исследователи предполагают, что построенные G. siquirres конструкции представляют собой ловушки для других пауков, которые ищут место для собственных ловчих сетей с помощью выпускаемой в воздух паутины. Потенциальные жертвы, после того как их нити прикрепляются к нитям G. siquirres, отправляются обследовать субстрат для строительства или укреплять свою паутину. В результате они задевают нить G. siquirres, привлекают его внимание и становятся его добычей. Ни у одного другого вида подобные охотничьи приспособления известны не были. Вероятно, необычные сети позволяют G. siquirres использовать обильный, но доступный лишь в течение нескольких часов в сутки пищевой ресурс — многочисленных пауков, которые в сумерках и после наступления темноты активно ищут место для охоты. Интересно, что другие представители семейства миметид тоже охотятся на пауков — но вместо того, чтобы приманивать их, как правило, забираются в чужие ловчие сети и убивают их хозяев. Есть среди центральноамериканских пауков и другие примеры необычного поведения. Так, Trechalea extensa в случае опасности ныряют под воду. Здесь они способны провести более получаса, получая кислород из тонкой пленки воздуха вокруг собственного тела. Именно так повел себя представитель этого вида при встрече с зоологами.