Гоферы отняли у людей титул единственных млекопитающих-фермеров
Биологи заподозрили, что юго-восточные гоферы ведут примитивное сельское хозяйство. В своих тоннелях эти подземные грызуны стимулируют рост корней, а затем поедают их. Хотя растущих внутрь хода корней недостаточно для насыщения гофера на целый день, они дают ему достаточно энергии, чтобы проложить путь к местам с более высокой концентрацией корней или найти клубень или луковицу. Как отмечается в статье для журнала Current Biology, гоферы могут быть вторыми после человека известными фермерами среди млекопитающих.
Люди — не единственные живые существа, которые занимаются сельским хозяйством. Например, муравьи-листорезы, а также некоторые термиты и жуки научились выращивать грибы. А среди коралловых рыбок из семейства помацентровых (Pomacentridae) есть виды, которые ухаживают за лужайками из дерновых водорослей и охраняют их от сородичей, других травоядных и даже дайверов. Время от времени рыбки снимают урожай, съедая часть водорослей.
При этом считается, что ни один вид млекопитающих кроме человека не смог освоить даже примитивные формы сельского хозяйства. Однако биологам Веронике Селден (Veronica Selden) и Фрэнсису Патсу (Francis E. Putz) из Флоридского университета все же удалось обнаружить в этой группе одного кандидата на роль фермера. В центре внимания исследователей оказались юго-восточные гоферы (Geomys pinetis) — североамериканские грызуны, которые живут в вырытых ими самими тоннелях и питаются подземными частями растений.
Селден и Патс рассчитали, что в заросшей болотными соснами (Pinus palustris) саванне в Северной Флориде, где юго-восточные гоферы встречаются в изобилии, эти грызуны тратят по 17 килоджоулей энергии на прокладку одного метра ходов (при плотности почвы 1,46 грамма на кубический сантиметр, среднем радиусе тоннеля 3,8 сантиметра и средней глубине тоннеля 38,6 сантиметра). При этом во время рытья на одном метре тоннеля можно найти 1,37 грамма проросших в него тонких корней в пересчете на сухую массу. Учитывая, что в одном грамме корней содержится 18,39 килоджоуля энергии, эффективность ее извлечения составляет 56 процентов, а усвоения — 54 процента, гоферы тратят на прокладку ходов больше энергии, чем получают, поедая найденные во время рытья корни. Среднее значение дефицита энергии составляет 9,1 килоджоуля энергии на метр тоннеля.
Чтобы разобраться, как гоферам все-таки удается получать достаточно энергии, авторы на 17-44 дня удалили этих грызунов с нескольких участков тоннелей, длина каждого из которых составляла 57 сантиметров. Затем исследователи оценили скорость роста корней в тоннелях и в 0,4 сантиметра вокруг них. Оказалось, что за день они прибавляют по 0,076 грамма сухого веса на метр ходов. Энергетическая ценность корней, прорастающих в тоннель за день, составляет 0,42 килоджоуля на метр ходов — или в среднем 18,6 килоджоуля на всю систему ходов (ее средняя длина у юго-восточных гоферов составляет 44,2 метра), что составляет 21 процент энергетических потребностей грызуна за день (в некоторых случаях эта цифра может достигать 62 процентов).
Селден и Патс полагают, что в тоннелях гоферов корни растут лучше обычного за счет аэрации, которая ускоряет минерализацию питательных веществ и снижает плотность почвы. Таким образом, грызуны стимулируют рост корней, а затем поедают их. Исследователи полагают, что такое поведение можно считать примитивной формой сельского хозяйства. В пользу данной гипотезы также говорит тот факт, что юго-восточные гоферы, в отличие от родственных видов, не испражняются в специальных камерах-уборных, а оставляют экскременты в тоннелях, тем самым удобряя почву для корней. Наконец, если представители данного вида действительно занимаются сельским хозяйством, это могло бы объяснить, зачем им нужны столь обширные системы тоннелей, которые они защищают от сородичей.
Выращивание корней в тоннелях не покрывает всех энергетических нужд гоферов. Однако такое поведение позволяет им компенсировать дефицит энергии, необходимой, чтобы проложить ход к участку с высокой концентрацией корней или найти питательный клубень или луковицу. Возможно, дополнительную часть энергии грызуны получают за счет кормления над землей. Как бы то ни было, стимуляция роста корней в тоннелях должна быть выгодна гоферам,
Авторы признают, что, в отличие, например, от выращивающих грибы муравьев, гоферы не занимаются посадкой и прополкой растений, которыми питаются. Таким образом, не все согласятся, что они заслуживают включения в число животных-фермеров. Однако если поведение гоферов все же будет признано примитивным сельским хозяйством, это будет первый пример такого рода среди млекопитающих за исключением человека.
Гоферы копают землю зубами и утрамбовывают ее передними лапами. А вот древние грызуны из рода Ceratogaulus, также известные как рогатые сурки, использовали для этого рога. Впрочем, так поступали только ранние представители данной группы, Более поздние рогатые сурки переселились на поверхность земли и защищались с помощью рогов от хищников.
Сергей Коленов
Женским особям, вероятно, нужна более эффективная защита в период размножения
Зоологи обнаружили, что концентрация нейропаралитического яда тетродотоксина в коже самок западноамериканских тритонов выше, чем у самцов. Вероятно, такой половой диморфизм объясняется тем, что женские особи этих амфибий более уязвимы перед хищниками в сезон размножения и откладки икры — и потому нуждаются в дополнительной защите. Кроме того, самки могут передавать токсин или, возможно, производящих его симбиотических бактерий потомству. Результаты исследования опубликованы в статье для журнала Frontiers in Amphibian and Reptile Science. Западноамериканские тритоны (Taricha) чрезвычайно ядовиты. В их коже и икре содержится нейропаралитический яд тетродотоксин, способный серьезно навредить здоровью хищника или даже убить его. Предполагается, что эти амфибии стали такими ядовитыми в результате гонки вооружений с обыкновенными подвязочными змеями (Thamnophis sirtalis). По мере того как змеи вырабатывали устойчивость к тетродотоксину, тритоны производили его во все больших концентрациях. Это эволюционное противостояние продолжается и в наши дни. При этом остается неясным, производят ли тритоны тетродотоксин самостоятельно или за счет симбиотических бактерий. Специалистам известно, что концентрация тетродотоксина в коже западноамериканских тритонов сильно колеблется между видами и даже в пределах одного вида. Например, самым ядовитым представителем рода считается желтобрюхий тритон (T. granulosa), распространенный от Калифорнии до Южной Аляски. У популяций этого вида с севера Орегона концентрация тетродотоксина в коже выше, чем у популяций из штатов Калифорния и Вашингтон. А на острове Ванкувер желтобрюхие тритоны вообще почти не ядовиты. Команда зоологов под руководством Гэри Буччарелли (Gary M.Bucciarelli) из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе предположила, что самцы и самки западноамериканских тритонов тоже могут отличаться друг от друга по степени ядовитости. Например, такой половой диморфизм характерен для лягушек из семейства древолазов (Dendrobatidae) — а у некоторых хвостатых амфибий между полами различается концентрация отдельных компонентов яда. Буччарелли и его коллеги с 2012 по 2020 год взяли образцы кожи у 858 взрослых западноамериканских тритонов, принадлежащих к 38 калифорнийским популяциям. В выборку включили представителей всех четырех видов рода: уже упомянутого T. granulosa и эндемичных для Калифорнии T. torosa, T. sierrae и T. rivularis. Исследование подтвердило предыдущие наблюдения, согласно которым самцы и самки западноамериканских тритонов достоверно отличаются по массе тела и высоте хвоста. При этом в пределах одной популяции концентрация тетродотоксинов в коже женских особей в среднем оказалась выше, чем у мужских. Эта закономерность оказалась верной как для обычных самок, так и для самок, вынашивающих икру. Концентрация яда в коже самцов и самок из одной популяциях синхронно колебалась с течением времени. Однако у женских особей эти изменения оказались более выраженными. Кроме того, у особей тяжелее 28 граммов была выявлена положительная корреляция между массой тела и концентрацией тетродотоксина в коже. Это свидетельствует, что производство яда в повышенных количествах требует от организма значительных затрат и потому доступно лишь для крупных особей. Исследователи отмечают, что самки западноамериканских тритонов очень уязвимы перед хищниками в период размножения, особенно в процессе откладки икры. В таких условиях им выгодно вырабатывать повышенные концентрации тетродотоксина для защиты от врагов. Кроме того, если самки вырабатывают яд самостоятельно, то они могли бы передавать его отложенным икринкам. В таком случае потомство самых ядовитых самок имело бы наиболее эффективную защиту от хищников и максимальные шансы на выживание. Если же верна гипотеза о бактериальной природе тетродотоксина, то женские особи могли бы передавать отложенным икринкам симбионтов. Учитывая, что концентрация яда в коже самок не зависит от того, вынашивают они икру или нет, авторы склоняются ко второму предположению. Буччарелли и его соавторы также допускают, что западноамериканские тритоны могут использовать тетродотоксин в качестве химического средства общения, в первую очередь в брачный период. Это может объяснять, почему его концентрация синхронно меняется у самцов и самок. Возможно, самки привлекают самцов с помощью тетродотоксина — и стимулируют их самих увеличивать выработку этого соединения. Ранее мы рассказывали, как зоологи научились использовать собак для поиска по запаху гребенчатых тритонов (Triturus cristatus) — редких амфибий, которые вне сезона размножения прячутся под землей. В экспериментах специально обученный английский спрингер-спаниель смог вынюхать тритонов с двухметрового расстояния с точностью 87,5 процента — и через слой почвы с точностью 88 процентов.
