Внутриутробный окрас

Пятнистые ящерицы (Uta stansburiana), обитающие на западе США, способны влиять на внешний вид своих детей, «выбирая» для них наиболее «подходящую» внешность. Как сообщает портал Science Daily, необычный вид мимикрии разглядели исследователи из Университета Калифорнии (Санта Круз). Окраска пятнистых ящериц в течение жизни не меняется. Но учёные заметили, что самки при изменении красок окружающей среды рожают детёнышей с наиболее подходящим новым условиям узором кожи.

Как сообщают авторы в статье, опубликованной онлайн 10 июня в журнале Ecology Letters, самки пятнистых ящериц при определённых обстоятельствах выделяют особую дозу полового гормона эстрадиола, который воздействует на яйца. Гормон влияет на формирование узоров на спине (паттерн). В итоге спины маленьких ящериц украшаются либо продольными полосами, либо поперечными «брусочками».

«Это первый пример, демонстрирующий, что гормональное воздействие организма матери способно вызвать такие серьезные изменения во внешности потомства, – рассказала автор исследования аспирантка Лэсли Ланкастер. – Более того, мать имеет в своем распоряжении различные паттерны. Соответственно, она может предоставить своим детям хорошее сочетание узоров и других особенностей, которые будут характерны для будущих ящериц»

Профессор экологии и эволюционной биологии Барри Синерво (Barry Sinervo), выступавший в качестве советника Ланкастер и соавтора исследования, в течение 20 лет изучал Uta stansburiana. По его словам, главный охотник на пятнистых ящериц, кнутохвостый мастикофис, – очень искушённый хищник. И только правильная комбинация узоров на спине ящерицы может защитить животное от участи обеда для змеи.

«Самки украшают свое потомство по-разному при наличии разных социальных запросов. В каком-то смысле это похоже на моду: ящерица хочет родить редкое, непохожее на остальных потомство, которое не будет поймано хищниками», – добавил он.

Согласно данным Ланкастер, самки собирают информацию об окружающей среде, чтобы предугадать обстоятельства, с которыми придется столкнуться их потомству.

В ходе исследования ученые провели серию лабораторных экспериментов и полевых исследований. Их целью стало изучение механизмов работы сложного комплекса взаимодействий, включающих в себя гормональное воздействие, генетику, социальные запросы, поведенческие модели и возможную опасность, исходящую от хищников.

Проверив действие различных гормонов на яйца Uta stansburiana, Ланкастер обнаружила, что эстрадиол действительно оказывает влияние на будущую окраску спины детенышей. Как показали последующие исследования, в желтках яиц, собранных у диких ящериц, также наблюдается высокий уровень этого полового гормона.

Ранее профессор Синерво с коллегами описал три поведенческие модели, которые коррелируют с расцветкой шеи пятнистых ящериц. Например, самцы с шеями, окрашенными в оранжевый цвет, ведут себя очень агрессивно и узурпируют территорию, самцы с желтыми шеями, наоборот, предпочитают чужую территорию, где спариваются с чужими самками. Наконец, самцы с синей окраской шеи формируют своеобразные товарищества и сотрудничают для защиты своих территорий. Что касается самок, то окраска их шей свидетельствует, в первую очередь, о различных репродуктивных характеристиках. Так что в следующей серии экспериментов учёные постарались понять, как самки подбирают окраску детёнышей к характеру детей.

В экспериментах принимали участие по одному самцу и по три самки. Число самок с оранжевой и желтой шеей с целью эксперимента варьировалось, окраска же самцов менялась беспорядочно. Исследователи проверили гормональные уровни всех яиц, получившихся в результате экспериментальных соитий. И зафиксировали окраску детенышей, после чего выпустили их на волю, желая увидеть, детёныши с каким цветом кожи лучше приспособятся.

Ученые подчеркнули, что для спасения от хищников ящерицы нуждаются в таком окрасе, который полностью соответствует их поведению. Так, трусливые самцы с желтой окраской предпочитают скрываться в траве и нуждаются в покровительственной окраске, которая не позволит охотнику увидеть контуры тела ящерицы. Более агрессивные самцы с оранжевыми шеями, наоборот, предпочитают открытые места, поэтому их тело украшено полосами, которые при быстром движении создают оптический эффект, мешающий хищникам четко увидеть жертву.

Однако гены, которые влияют на окраску спины и контролируют поведение, не связаны друг с другом. Поэтому ящерица может столкнуться с несоответствием своего внешнего вида и своего поведения и стать легкой добычей змей.

Ланкастер удалось обнаружить два способа, с помощью которых эстрадиол матери может помочь детенышу решить эту проблему.

Самки могли передать своему потомству значительное количество эстрадиола в том случае, когда самец обладал желтой шеей. Гормон провоцировал формирование покровительственной окраски, что соответствует поведенческим моделям ящериц с желтой шеей, но не нужно ящерицам с другой окраской. Также матери могли наградить своих детей дозой гормона в случае, если в их окружении было много самцов с оранжевой окраской. Тогда детеныши независимо от пола получали украшения в виде полос, которые помогали им сбежать от хищников даже на открытых пространствах, которые они и предпочитают.

«Это классический пример взаимодействия между генами и реакцией на внешние запросы. Матери обеспечивают богатую эстрадиолом предродовую окружающую среду для детенышей, но потомство реагирует по-разному в зависимости от того, какие гены они наследуют для окраски шеи, и, соответственно, какое поведение будет для них характерно в дальнейшем», – отметила Ланкастер.

Как отметил профессор Синерво, наличие разнообразной окраски помогает пятнистым ящерицам избежать полного уничтожения, поскольку, скажем, агрессивные оранжевые ящерицы настолько заняты борьбой со своими сородичами, что легко становятся добычей змей и других хищников. Таким образом, ящерицы с другой окраской, наоборот, имеют больше шансов выжить.

Сейчас ученые планируют начать следующий этап работы, заключающийся в изучении гормонального фона рептилий и влияния воздействия этих веществ на несколько поколений ящериц. Таким образом, исследователи смогут лучше понять механизм материнского влияния на приспособляемость и успешность потомства.