Тринидадские мамы гуппи не могут обмениваться ссылками на блоги материнства или копии книг о беременности, тем не менее эволюция сделала их мастерами-стратегами деторождения. Новое исследование показывает, что гуппи, которые живут с таким небольшим количеством хищников, что основная проблема выживания заключается в том, чтобы отказаться от ограниченного количества еды, вынашивают своих детенышей дольше, поэтому они рождаются более зрелыми и более способными конкурировать за пищу.
Более того, гуппи продлевают свою беременность именно в тот период, когда их потомство наиболее быстро созревает, чтобы питаться, говорит ведущий автор Терри Дайал, исследователь с докторской степенью в области экологии и эволюционной биологии в Университете Брауна. Это время максимизирует выгоду от задержки рождения.
Исследование затрагивает большой вопрос эволюционной биологии - важность того, как человек рождается, для истории жизни - и дает пример того, как эволюция адаптирует ключевые черты в истории жизни организмов, сказал Дайал.
«Мать получает большую отдачу в плане того, насколько больше организма она производит в мире, просто увеличив сумму инвестиций на скромные 10 или 15 процентов», - сказал Дайал. чьи исследования опубликованы в Proceedings of the Royal Society B, журнале Королевского общества. «Производимый организм находится почти на взрослой стадии».
Выращивание гуппи
Популяции гуппи, населяющие горные реки Тринидада, развиваются в двух разных средах. Ниже по склону горы они сталкиваются с высоким уровнем хищничества (HP), и исследования показали, что матери гуппи в таких ситуациях играют на шансах, чаще рожая больше потомства. Но эти дети рождаются меньшими и менее зрелыми. Выше, над водопадами, хищников намного меньше, а это означает, что гораздо больше гуппи конкурируют за вкусные водоросли и диатомовые водоросли. В среде с низким уровнем хищничества (LP) самки производят меньшее, но более крупное потомство, и в каждом яйце немного больше желтка. Ранее в этом году в Scientific Reports Дайал и его коллеги показали, что более крупные гуппи в среде LP рождаются более зрелыми, с большим количеством костей и меньшим количеством хрящей в скелете, более сильными мышцами и более подвижными ртами для соскребания пищи с камней.
В новом исследовании Дайал и соавторы отвечают на вопрос, как гуппи LP в конечном итоге рождаются более зрелыми. По словам Дайала, есть три основных возможности. Возможно, гуппи LP взрослеют быстрее, чем гуппи HP. Возможно, гуппи LP начали взрослеть раньше, чем гуппи HP. Или, может быть, гуппи LP и HP созревают в одно и то же время и с одинаковой скоростью, но гуппи LP просто рождаются позже по этой траектории роста.
Чтобы выяснить это, они тщательно измерили развитие костей и мышц образцов гуппи LP и HP до, во время и после рождения. Такой подход позволил им увидеть любые различия в том, когда гуппи начали взрослеть, как долго они вынашивали и как быстро они созревали.
Измерения показали, что гуппи HP и LP начали созревать в одно и то же время и развивались с одинаковой скоростью. Одни и те же кости и мышцы созревали в том же порядке. Отличие заключается в том, что гуппи LP родились примерно на 10 процентов позже в пределах временного интервала, в течение которого все гуппи достигли большей части скелетно-мышечного созревания. Например, у гуппи LP около 70 процентов скелета состоит из кости, а у гуппи HP около 20 процентов скелета состоит из кости.
Эволюция как будто говорит матерям гуппи LP, что если они продержатся еще немного во время этой критической фазы, их дети родятся гораздо более подготовленными к добыче пищи. К 30-му дню после рождения гуппи HP и LP неотличимы по своей зрелости, обнаружил Дайал.
Стадия потомства имеет значение
Диал отметил, что для разных организмов зрелость при рождении может быть первым признаком, на который воздействует естественный отбор, поэтому он может быть признаком, который задает тон другим признакам, включая возраст при первом размножении и долголетие.
«У гуппи потомство, которое рождается более крупным, имеет тенденцию приобретать все черты жизненного цикла, которые сопровождают фенотип с низким уровнем хищничества», - сказал Дайал. «Они начинают размножаться в более старшем возрасте, они размножаются реже и тратят больше энергии на поддержание собственного тела. Это критический этап, и я думаю, что он может дать информацию о более широком спектре черт жизненного цикла в целом».
В реках Тринидада, по крайней мере, возможно, все дело в том, как мама тебя воспитала.
Другими авторами статьи являются Бет Брейнерд из Брауна и Дэвид Резник из Калифорнийского университета в Риверсайде.
Национальный научный фонд (гранты: 1655756, 1601377) и Фонд исследований и образования Бушнелла поддержали исследование.