Чрезмерно оптимистичные красные белки не пропустили урожайный год

Самки североамериканских красных белок умеют предсказывать урожай сизых елей — и приносят больше потомства в годы, когда ожидается массовое плодоношение этих деревьев. Однако некоторые особи ошибаются: они рожают больше детенышей в неурожайные годы или обычное количество детенышей — в урожайные. Зоологи выяснили, что ложноположительные ошибки обходятся белкам не так дорого, как ложноотрицательные. Кроме того, особи, которые склонны переоценивать урожай елей, более чувствительны к признакам, указывающим на массовое плодоношение этих деревьев. Это значит, что они меньше рискуют совершить более серьезную ошибку — пропустить урожайный год. Результаты исследования опубликованы в статье для журнала Science.

Многие животные зависят от источников пищи, доступность которых сильно колеблется от года к году. Например, некоторые хищные птицы из арктических тундр и умеренных широт кормятся в основном мелкими грызунами, чья численность подвержена регулярным вспышкам и падениям. А плодоядные птицы и млекопитающие раз в несколько лет получают возможность попировать благодаря массовому плодоношению деревьев, таких как дубы или рябины (зато в другие годы подходящего для них корма почти нет).

Чтобы использовать подобные ресурсы как можно более эффективно, животные вынуждены подстраивать стратегию размножения под доступность пищи или кочевать. Красные белки (Tamiasciurus hudsonicus), широко распространенные в лесах Северной Америки, выбирают первый путь. В канадской провинции Юкон эти грызуны каждую осень делают запасы семян сизой ели (Picea glauca), которые служат им основным источником пищи в течение зимы. В обычные годы ели производят немного семян или не производят их вовсе, что ограничивает выживаемость молодых особей в течение зимы. Однако раз в 4-6 лет эти деревья массово плодоносят. В результате благодаря обилию пищи больше молодых белок могут пережить зиму.

Самки красных белок способны предсказать урожайность елей за несколько месяцев до начала плодоношения (предполагается, что они ориентируются на экологические факторы, например, на концентрацию выделяемых деревьями фитогормонов). На основе этих прогнозов они регулируют количество детенышей в помете. Если самки чувствуют, что год будет обычным, они приносят в среднем трех детенышей. Однако в преддверии урожайного года они увеличивают среднее число детенышей в помете до 3,5.

Команда зоологов под руководством Лорен Петруйо (Lauren Petrullo) из Мичиганского университета решила выяснить, какая судьба ждет белок, которые ошиблись в прогнозах урожайность и принесли больше или меньше потомства, чем нужно в этом году. Для этого авторы проанализировали данные об успехе размножения 1000 самок этого вида, собранные на исследовательском участке в провинции Юкон в течение 31 года, начиная с 1987 года.

Оказалось, что 53,5 процента самок увеличивали число детенышей перед урожайным годом. Однако 23,1 процента из них даже в урожайные годы рожали обычное число детенышей, а 26,7 процента приносили увеличенное количество детенышей в неурожайные годы.

К моменту массового плодоношения елей репродуктивный успех самок, которые не увеличили размер помета, сокращался на 97 процентов. К этому моменту у них выживало в среднем 1,07 детеныша, в то время как у их сородичей, сумевших принести больше потомства, — 2,11 детеныша. В то же время самки, которые в неурожайный год приносили увеличенные пометы, почти не расплачивались за эту ошибку: репродуктивный успех у них оставался таким же, как у самок, которые принесли пометы с обычным числом детенышей.

Каждый раз, когда белка-самка делала правильный прогноз и приносила больше детенышей в урожайный год, ее репродуктивный успех в пересчете на всю жизнь увеличивался на 12,5 процента. Однако каждый раз, когда самка в урожайный год приносила обычное число детенышей, ее репродуктивный успех в пересчете на всю жизнь сокращался на 30 процентов.

Самки красных белок, дожившие до одного года, живут в среднем 3,5 года. Неудивительно, что более половины из них ни разу в жизни не сталкиваются с массовым плодоношением елей. По оценке Петруйо и ее соавторов, репродуктивный успех таких самок в течение всей жизни заметно меньше, чем у их сородичей, которым удалось застать период изобилия. В таких условиях отбор, скорее всего, благоприятствует самкам, которые очень чувствительны к сигналам, указывающим на приближение урожайного года. Несмотря на то, что такие особи чаще совершают ложноположительные ошибки (то есть приносят больше детенышей в неурожайные годы), они с меньшей вероятностью совершат самую большую ошибку в жизни — пропустят урожайный год.

Однако за склонность матерей к риску расплачиваются их детеныши. Проанализировав данные о 8455 молодых красных белках, исследователи обнаружили, что детеныши самок, которые приносят увеличенные пометы в неурожайные годы, медленнее растут и реже переживают первую зиму. Таким образом, один и тот же признак повышает приспособленность матери и снижает приспособленность ее потомства.

Петруйо и ее коллеги также проанализировали результаты эксперимента, который проводился на соседней территории в течение 14 лет. Здесь белки в неограниченном количестве получали подкормку — арахисовое масло. Как и на первом участке, самки, которые в неурожайный год принесли много детенышей, увеличивали репродуктивный успех в пересчете на год и на всю жизнь. Их детеныши при этом в течение зимы выживали так же хорошо, как и у самок, не совершавших ошибок.

В то же время самки, которые не увеличили размер помета в ответ на массовое плодоношение елей, понесли меньшие потери, чем в отсутствие подкормки. Несмотря на то, что их репродуктивный успех в пересчете на год снижался, в пересчете на всю жизнь он оставался таким же, как у самок, не совершавших ни ложноположительных, ни ложноотрицательных ошибок. Таким образом, дополнительная подкормка меняет давление отбора, который в обычных условиях благоприятствует склонным к риску самкам.

Ранее зоологи выяснили, что красные белки живут дольше и оставляют больше потомства, если владельцы соседних участков не меняются на протяжении длительного времени. Если хозяева соседних территорий давно знакомы друг с другом, они реже вступают в конфликты и тратят меньше времени и энергии на защиту границ. Это позволяет перенаправить ресурсы на кормление или поиск партнеров для размножения.