Австралийцы напугали инвазивных гамбузий робоокунем
Австралийские биологи напугали живущих в неволе гамбузий с помощью робота, напоминающего естественного врага этих рыбок — большеротого окуня. В результате гамбузии стали вести себя менее активно, их физическое состояние ухудшилось, а количество сперматозоидов и средний вес икринок уменьшились. Более того, рыбки стали реже нападать на головастиков, которые содержались с ними в одних емкостях. Как отмечается в статье для журнала iScience, гамбузии в Австралии являются инвазивным видом и регулярно нападают на местных рыб и амфибий, что приводит к сокращению численности последних. Хотя робоокуней пока нельзя использовать в естественных водоемах, эксперименты с ними могут лечь в основу эффективных методов борьбы с гамбузиями.
Австралийские экосистемы страдают от десятков инвазивных видов, которые попали на континент благодаря человеку. Кролики (Oryctolagus cuniculus) и копытные съедают слишком много растительности и усиливают эрозию почв; лисицы (Vulpes vulpes) и одичавшие кошки уничтожают мелких млекопитающих, птиц и рептилий; а ядовитые жабы-ага (Rhinella marina) убивают аборигенных хищников, которые пытаются на них охотиться.
Гамбузия Холбрука (Gambusia holbrooki) — еще один опасный вселенец, угрожающий эндемичной фауне Австралии. Этих мелких североамериканских рыбок выпускали в австралийские водоемы в надежде, что они будут поедать личинок комаров — переносчиков малярии и других инфекционных болезней (по этой же причине их завезли в Европу и на территорию бывшего СССР). Однако гамбузии начали нападать на местных рыб и головастиков, обкусывая им плавники и хвосты и обрекая на гибель. В результате во многих регионах Австралии, где появился этот инвазивный вид, численность некоторых аборигенных рыб и лягушек резко сократилась.
Специалисты опробовали несколько способов борьбы с гамбузиями. Однако эти рыбки оказались малочувствительными к обработке водоемов электрическим током и быстро приспособились к большинству химикатов, которые пытались использовать против них. Команда исследователей во главе с Джованни Польверино (Giovanni Polverino) из Университета Западной Австралии решила испытать альтернативный метод. Они сконструировали роборыбу, которая напоминает молодого большеротого окуня (Micropterus salmoides) — естественного врага гамбузий. Польверино и его соавторы предположили, что такие роботы будут вызывать у инвазивных рыбок стресс, отчего те станут реже нападать на представителей аборигенной фауны.
Чтобы проверить данную идею, исследователи собрали в водоемах Западной Австралии 150 гамбузий и 100 головастиков эндемичной лягушки синеногой литории (Ranoidea moorei). Сначала они дали подопытным животным освоиться в неволе, а затем случайным образом выбрали по 72 особи каждого вида и распределили их по 12 емкостям, снабженных камнями, живыми растениями и системой аэрации. В каждую попали по шесть рыбок (три самки и три самца) и по шесть головастиков.
В течение семи недель Польверино и его коллеги дважды в неделю на час переносили гамбузий и головастиков из их емкостей в более мелкую емкость, размещенную на роботизированной установке. К особям из экспериментальных групп в эту емкость со второй по шестую недели включительно подсаживали робоокуня, который управлялся магнитным манипулятором, расположенным под емкостью. Робот действовал на основе данных с видеокамеры, подвешенной над емкостью, и примерно раз в минуту атаковал гамбузий, которые находились ближе всего к головастикам. Он не мог нанести им реальный вред, а лишь приближался к ним с ускорением. Поскольку каждый раз подопытные особи проводили в экспериментальной установке час, фальшивый окунь успевал напасть на рыбок не более 60 раз за сеанс. К гамбузиям и головастикам из контрольных групп (а также к особям из экспериментальных групп на первой и седьмой неделях) робоокуня не подсаживали.
Проанализировав видеозаписи, запечатлевшие поведение гамбузий и головастиков, когда они находились в экспериментальной емкости, исследователи пришли к выводу, что регулярные атаки робоокуня изменили поведение инвазивных рыбок. Особи, столкнувшиеся с фальшивым хищником, старались держаться ближе друг к другу. В таких группах среднее расстояние между рыбками и между отдельной рыбкой и самым дальним ее сородичем оказалось значительно меньше, чем в контрольных. В то же время среднее расстояние между головастиками в экспериментальных и контрольных группах было примерно одинаковым. Вероятно, эти амфибии не боятся робоокуней, поскольку на протяжении эволюционной истории никогда не сталкивались с большеротыми окунями. Также они, в отличие от гамбузий, не очень хорошо видят и мало полагаются на зрение, когда отслеживают присутствие хищников.
В присутствии робота гамбузии плавали более хаотично и проводили больше времени в центральной части экспериментальной емкости. Напротив, головастики в этой же ситуации плавали более плавно и держались по краям емкости. Дополнительный анализ показал, что фальшивый хищник разделил представителей двух видов в пространстве. Из-за вызванного им стресса гамбузии не могли преследовать головастиков — а у тех появилась возможность держаться от опасных вселенцев на расстоянии.
Польверино с соавторами также обнаружили, что контакты с робоокунем оказывают долгосрочное воздействие на гамбузий. Рыбки из экспериментальных групп после возвращения в привычные емкости вели себя менее активно, проявляли большую тревожность и больше ели. Кроме того, форма тела у самцов стала более вытянутой, чтобы легче было уплывать от врагов. Особи, столкнувшиеся с фальшивым окунем, тратили много энергии на защитное поведение, так что не могли запасти достаточно ресурсов или использовать их для продолжения рода. В результате физическое состояние гамбузий из экспериментальных групп ухудшилось, самцы стали вырабатывать меньше сперматозоидов, а у самок уменьшился средний размер икринок. По мнению авторов, такие изменения могут серьезно снизить репродуктивный успех рыбок.
Авторы признают, что разработанная ими система не подойдет для борьбы с инвазивными гамбузиями в дикой природе. Развернуть в тысячах водоемов Австралии установки с робоокунями, оснащенные камерами с системами компьютерного зрения, невозможно ни с технической, ни с финансовой точек зрения. Тем не менее, исследование поможет выявить уязвимые места гамбузий, а в перспективе и других инвазивных видов, и придумать эффективные меры по их уничтожению.
Гамбузия Холбрука — не единственный инвазивный вид рыб, от которого страдают австралийские водоемы. Не менее серьезную угрозу представляют сазаны (Cyprinus carpio). Их завезли на континент в 1960 годах. Согласно недавней оценке, в общей сложности в Австралии живет 200 миллионов этих рыб. Как с ними бороться, пока неясно. Правительство планирует использовать для этого герпесвирус карповых 3 типа, однако экологи предупреждают, что в результате огромное количество мертвой рыбы погубит пресные водоемы.
Кстати, это не первый раз, когда ученые пугают рыб роботами. Ранее мы писали о том, как испугавшиеся роборыбы данио-рерио помогли разобраться в процессах передачи информации между хищником и добычей и хищником-репликой и добычей.
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.