Самцы живущих в суровом климате австралийских грызунов отрастили крупные семенники
Зоологи обнаружили связь между относительной массой семенников у австралийских грызунов и условиями окружающей среды. Оказалось, что самцы видов, населяющих регионы, где период изобилия пищи и, соответственно, брачный сезон длятся недолго, обладают более крупными семенниками, чем мужские особи видов, которые обитают в более гостеприимной местности. Дело в том, что короткий период размножения обостряет конкуренцию между самцами и между сперматозоидами разных самцов в половых путях самок. Чтобы выиграть ее, мужские особи должны производить как можно больше спермы — для этого и нужны крупные семенники. Доклад о результатах исследования будет представлен в этом месяце на конференции Австралийского териологического общества (Australian Mammal Society), сообщает New Scientist.
Австралию нередко считают царством сумчатых и яйцекладущих млекопитающих, куда нелетающие плацентарные попали лишь благодаря человеку. Однако в действительности на этом континенте обитает более пятидесяти видов аборигенных грызунов из семейства мышиных (Muridae) (еще около десяти видов вымерли в историческое время). Их предки, выходцы с Новой Гвинеи, заселили Австралию в ходе нескольких волн колонизации, первая из которых началась около шести миллионов лет назад.
В ходе эволюции австралийские грызуны освоили разнообразные местообитания и заняли различные экологические ниши. Это отразилось на их внешнем виде и деталях строения. Например, обитающие в пустынях тушканчиковые мыши (Notomys) обзавелись длинными задними ногами и хвостами, которые позволяют им прыгать с высокой скоростью, а также большими ушами для рассеивания тепла. А ракали (Hydromys chrysogaster), которые помимо Австралии также живут на Новой Гвинее, стали своеобразными аналогами выдр. Эти пресноводные хищники приобрели густой водонепроницаемый мех и перепонки между пальцев.
Зоолог Рене Фирман (Renee Firman) из Университета Западной Австралии решила выяснить, как особенности окружающей среды влияют на строение половой системы разных австралийских грызунов. Вместе с коллегами она выбрала 33 аборигенных вида, у которых самки в течение сезона размножения спариваются сразу с несколькими самцами. Воспользовавшись музейными образцами, авторы оценили относительную массу семенников у мужских особей каждого из этих видов.
Затем Фирман и ее коллеги рассчитали, как долго длится сезон размножения у выбранных ими грызунов. Для этого они сопоставили карты их ареалов с климатическими данными. Исследователей интересовало, как долго в местах обитания каждого вида длится период высокой доступности пищи, в течение которого грызуны могут размножаться.
Оказалось, что между продолжительностью брачного сезона австралийских грызунов и размером семенников у их самцов есть прямая связь. Чем короче период размножения, тем крупнее семенники. Например, равниннные мыши (Pseudomys australis) населяют засушливую местность в центральной части Австралии, где из-за ограниченных ресурсов сезон размножения длится недолго. Масса семенников у самцов данного вида составляет 3,5 процента от общей массы тела (у человека — около 0,05 процента).
Для сравнения, западные ложные мыши (P. occidentalis) встречаются в лесах и кустарниковых зарослях на западе Австралии. Климат здесь намного более благоприятный, так что эти грызуны могут размножаться круглый год. Семенники у самцов западных ложных мышей куда менее внушительные: их масса составляет 0,5 процента от массы тела.
По словам Фирман и ее коллег, короткий брачный период обостряет соперничество между самцами австралийских грызунов. Оно не заканчивается даже после того, как самец добился внимания самки и спарился с ней. Дело в том, что сперматозоиды разных мужских особей конкурируют между собой в половых путях самки за право оплодотворить яйцеклетку. Чтобы повысить свои шансы оставить потомство, самцам необходимо производить как можно больше сперматозоидов — именно для этого и нужны крупные семенники. В то же время в местах, где сезон размножения длится долго, конкуренция между самцами грызунов и, соответственно, их сперматозоидами, ниже. В подобных условиях мужским особям не нужно тратить так много ресурсов на выработку спермы, так что семенники у них более скромного размера.
Согласно предыдущим исследованиям, размер семенников зависит от репродуктивной стратегии вида. Например, шимпанзе (Pan troglodytes) практикуют промискуитет, так что у их самцов очень крупные семенники. В то же время самцы горилл (Gorilla) управляют гаремом из нескольких самок, к которым не допускают соперников. Таким образом, они не участвуют в конкуренции сперматозоидов и могут позволить себе семенники небольшого размера. Однако до Фирман и ее соавторов никто не исследовал связь между размером семенников у самцов конкретных видов и особенностями окружающей среды, в которой они живут.
Многие аборигенные австралийские грызуны вымерли по вине людей и завезенных ими хищников, таких как лисицы и одичавшие кошки. Среди них долгое время числилась мышь Гульда (Pseudomys gouldii), которую не видели в дикой природе с середины XIX века. Однако недавнее исследование показало, что этот грызун все-таки дожил до наших дней — правда, под другим названием и всего на нескольких островках у побережья Западной Австралии.
Сергей Коленов
Однако они чуть чаще обращали внимание на крики собственного потомства и на крики детенышей низкоранговых самок
Приматологи из Германии и Индонезии исследовали реакцию самцов промискуитетных хохлатых макаков на крики детенышей. Выяснилось, что самцы этого вида в целом не склонны к заботе о потомстве, нечасто реагируют на такие крики и вмешиваются в конфликт. Однако это случается чаще, если кричит их собственный детеныш, детеныш самки, с которой самец в дружеских отношениях или детеныш низкоранговой самки. Вероятно, самцы способны отличать своих детенышей или помогать тем, кому в самом деле требуется помощь. Результаты опубликованы в International Journal of Primatology. Хохлатые макаки (Macaca nigra) живут на острове Сулавеси в группах, состоящих из несколько самок и меньшего количества самцов. Как и многие приматы, они ведут промискуитетный образ жизни, поэтому самцы не могут быть уверены в своем отцовстве. Любая форма отцовской заботы у этого вида вероятнее всего будет ограничена определенными ситуациями, однако она может иметь место, поскольку детская смертность среди хохлатых макаков высокая. Одно из предыдущих исследований Дафны Керхоас (Daphne Kerhoas) из Института эволюционной антропологии Общества Макса Планка и ее коллег показало, что самцы хохлатых макаков иногда формируют с детенышами что-то вроде дружеской диады и проводят друг с другом больше времени. Однако выяснилось, что эту связь лучше объясняет не отцовство самцов, а их дружба с матерью детеныша. Вероятно, это увеличивает вероятность спариваться с этой самкой в дальнейшем. Теперь Керхоас с коллегами из Германии и Индонезии исследовала, как самцы хохлатых макаков реагируют на крики детенышей, которые те издают во время конфликтов с другими самцами и самками или — что случается реже — с другими детенышами. В таких ситуациях детенышам может быть нужна помощь прямо сейчас, и самцы должны быть заинтересованы в сохранении своего потомства, если, конечно, они способны его отличать на слух. Тогда самцы могут мирно вмешиваться в конфликт. Если же свое потомство они не отличают, по крайней мере они могут стремиться сберечь потомство самок, с которыми планируют спариваться. Ученые наблюдали за тремя группами приматов, живущими в заповеднике Тангкоко (Сулавеси, Индонезия). В каждой группе было от 13 до 25 размножающихся самок и от 4 до 11 взрослых самцов. Детенышей во всех группах было 35, но 5 из них не дожили до года. Исследователи также фиксировали, как часто самцы взаимодействуют с самками, чтобы понять, находятся ли они в дружеских отношениях. Для всех детенышей ученые определили наиболее вероятного отца с помощью анализа ДНК из фекалий. Самцы реагировали на крики детенышей не очень часто: из 2637 зафиксированных криков только 314 привлекли самцов (около 12 процентов всех случаев). Чаще всего на крик детеныша реагировал один самец (275 случаев), реже — двое (37 случаев) и в двух случаях — трое самцов. На крики собственного потомства самцы обращали внимание несколько чаще — с вероятностью 2,4 процента против 1,6 процента. Также они реагировали чаще, если детеныш был их другом (2,7 процента против 1,8), или если их другом была мать детеныша (2,4 процента против 1,8). Самцы охотнее отзывались на крики детенышей низкоранговых самок (2,2 процента против 1), которые более уязвимы. Также влиял ранг самого самца — высокоранговые особи отзывались с вероятностью в 2,1 процента, а макаки с самым низким рангом — с вероятностью 1,5 процента. А вот присутствие матери никак не повлияло на реакцию самцов. Полученные данные авторы рекомендуют интерпретировать осторожно. Вероятно, самцы могут распознавать свое потомство — основываясь на своем ранге (альфа-самец оплодотворяет большинство самок в группе), на том, как часто они спаривались с их матерью или на внешних признаках. Если так, то можно предположить ограниченную отцовскую заботу у этих приматов, направленную в основном на то, чтобы детеныши выжили. Не исключено, что они ошибочно принимают детенышей за своих. То, что самцы в целом нечасто отзываются на крики детенышей и вмешиваются в конфликт, может объясняться тем, что они оценивают свои риски: низкоранговый самец может просто не захотеть вступать в потенциальный конфликт с другим самцом. Еще возможно, что самцам просто не хватает времени (учитывая то, что один самец может быть отцом сразу многих детенышей), или самцы и детеныши не получают никакой выгоды от отцовской заботы на постоянной основе. Ранее ученые выяснили, что самцы шимпанзе, которые тоже не формируют моногамных пар, проявляют отцовскую заботу и проводят со своими детенышами больше времени, чем с другими, до тех пор, пока тем не исполняется полтора-два года. А вот самцы мармозеток активно заботятся о потомстве — и это помогает детенышам выживать.