Когда Кронос глотал своих детей, никому и в голову не приходило, что это он с голодухи. Однако именно так думают про животных, поедающих собственных детенышей (икринки, яйца). В биологии подобное поведение называется филиальным каннибализмом. Причем главную угрозу представляет именно отец, которому доверили заботу о потомстве. А самцы некоторых рыб могут потребить всю кладку подчистую.
Поедание собственного потомства теперь считают не отклонением от нормы, а распространенной адаптивной стратегией. Отец, который охраняет кладку, не имея возможности отлучиться, глотает часть икринок, чтобы, набравшись сил, как следует позаботиться об оставшихся. Но когда животные уничтожают кладку полностью, то такое объяснение не проходит. Кого же тогда охранять, о ком заботиться?
Причиной тотального филиального каннибализма заинтересовались японские ученые: сотрудник Национального научно-исследовательского института рыболовства в Тохоку Юкио Мацумото (Yukio Matsumoto) и доцент Университета Нагасаки Такеси Такегаки (Takeshi Takegaki) [1].
Объектом их исследования стала морская собачка Rhabdoblennius nitidus. Это небольшая рыбка длиной 5–6 см, обитающая у скалистых берегов западной части Тихого океана. В сезон нереста, который длится с конца июня до начала октября, самцы занимают подходящие для кладки места: отверстия, которые проделывают двустворчатые моллюски, или свободные раковины брюхоногих.
Самки выбирают гнездо и откладывают икру на его внутреннюю поверхность в один слой. За день-другой в гнезде собирается несколько кладок разного возраста, и самец о них заботится, пока они не проклюнутся (рис. 1). В этот период самцы обычно съедают часть икринок, но, если их меньше тысячи (что примерно соответствует трем кладкам), могут слопать все.
Ученые устроили лабораторию в небольших прибрежных заводях. В естественном гнезде за икринками невозможно наблюдать, поэтому самцам предложили гнезда из акриловых трубочек, воткнутых в грунт. Внутри трубки находится полупрозрачный вставной лист, на который и откладывают икру. Его можно вытащить, пересчитать икринки, удалить их или подложить еще. Ранее исследователи установили, что самцы не различают свои и чужие икринки.
Все естественные гнезда на опытном участке заложили камнями, а самцов обмерили, взвесили, пометили и выпустили в родные воды, где они вступили во владение акриловыми гнездами.
Если предположить, что икринки съедают для подкрепления сил, то на филиальный каннибализм самца должны влиять его физические кондиции. Когда кладка большая и морские собачки съедают ее часть, это действительно так: менее откормленные рыбки за двое суток уничтожают больше икринок, чем крупные и сытые. Но если оставить в гнезде меньше 400 икринок, то морские собачки в первый же день съедают всё. Получается, что частичный каннибализм действительно вызван недостатком энергии, а у тотального должны быть другие причины.
Исследователи выдвинули гипотезу, что дело в неудовлетворенности самца размером кладки. Если она слишком мала, нет смысла тратить на нее время и силы. Лучше уничтожить икринки и начать всё заново. И действительно, отцы-каннибалы избавляются от неугодного потомства в среднем через 8–9 часов после того, как заступили на его охрану, а уже на другой день возобновляют ухаживание и обзаводятся новыми кладками. Но что мешает им совмещать насиживание с ухаживанием, приманивая к норке других самок, которых наличие чужой икры не только не отпугивает, но даже привлекает [2]. Оказалось, что совмещать невозможно — гормоны не позволяют.
В сезон нереста жизнь самца полосата: в ней чередуются фаза ухаживания и родительская фаза (рис. 2). Период заботы о кладке начинается спустя двое суток после откладывания первой икринки и заканчивается, когда потомство начинает проклевываться. Эти фазы отличаются концентрацией андрогенов: тестостерона и 11-кетотестостерона. В период ухаживания она высока, в период родительской заботы низка, но к концу срока инкубации вновь возрастает.
На успех спаривания влияет интенсивность ухаживания, которая требует высокого уровня андрогенов. Самцы в это время бывают довольно агрессивны: за самкой, которая покидает гнездо, не отложив икру, гонятся, щиплют ее, иногда удерживают силой, пока она не оставит кладку. В родительский период недостаток андрогенов не позволяет самцу эффективно завлекать самок, только 16% продолжают ухаживание на третий день. И приходится морским собачкам насиживать столько икринок, сколько они смогли собрать за два дня.
Единственный способ повысить уровень андрогенов — полностью уничтожить кладку и выйти из родительской фазы. Ученые предположили, что секреция андрогенов зависит от наличия икры в гнезде. Чтобы проверить эту гипотезу, они удалили из гнезда все икринки, и спустя сутки концентрация гормонов у ограбленного самца подскочила до состояния ухаживания. И наоборот, если завалить пустое гнездо икрой, уровень андрогенов станет столь же низким, как у морских собачек, охраняющих собственные кладки. Рыба становится отцом, минуя стадии ухаживании и оплодотворения.
Избавляясь от кладки, отцы-каннибалы не только поедают икру, но часто и выплевывают ее из гнезда. Возможно, дело в том, что желудок морской собачки не вмещает более 300 икринок. А ждать, когда всё переварится, им некогда. Они спешат размножаться. Такое поведение, по мнению исследователей, подтверждает гипотезу, что самцы уничтожают кладку не от голода. Им просто нужно очистить гнездо и перейти в другую фазу репродуктивного цикла.
Тотальный филиальный каннибализм оказался способом гормональной самоперезагрузки. Непонятно только, почему у морских собачек развился такой странный цикл. Теоретически при высокой концентрации андрогенов они могли бы охранять кладку, не прекращая завлекать самок.
Скорее всего, дело в том, что высокий уровень половых гормонов снижает иммунокомпетентность самцов. Если это так, рыбы, совмещая ухаживание и насиживание, рискуют и сами чем-нибудь заразиться, и икринки заразить. Другое возможное объяснение заключается в том, что высокий уровень андрогенов плохо сочетается с родительскими обязанностями. У некоторых животных, в том числе и рыб, отцы заботятся о потомстве, не прекращая ухаживания и имея повышенный уровень андрогенов. При этом они ведут себя очень агрессивно, за кладками следят плохо и могут даже совсем их забросить.
Но и с точки зрения ухаживания полный филиальный каннибализм невыгоден. Самки выбирают гнезда, в которых уже есть икринки, а от пустых гнезд стараются сбежать. Самцы же, начиная новый цикл, очищают норку полностью.
Тем не менее морские собачки не единственные, кто ведет себя подобным образом. Известно, что самцы двух видов рыб — тонкохвостой этеостомы Etheostoma flabellare и обыкновенного бычка Pomatoschistus microps — тоже могут сожрать кладку целиком вне зависимости от наличия другой еды и собственной истощенности. Возможно, найдутся и другие виды, приводящие себя таким способом в состояние репродуктивной готовности. И термин «каннибализм» в данном случае не совсем удачен. Отцы ведь не наесться хотят, а переменить судьбу. Как Кронос.
Наталья Резник
1. Matsumoto Y., Tateishi T., Terada R., Soyano K., Takegaki T. Filial cannibalism by male fish as an infanticide to restart courtship by self-regulating androgen levels // Curr. Biol., 2018, 28, 2831–2836, doi: 10.1016/j.cub.2018.06.056
2. Matsumoto Y., Tawa A., Takegaki T. Female mate choice in a paternal brooding blenny: the process and benefits of mating with males tending young eggs // Ethology, 2011, 117, 227e235, doi: 10.1111/j.1439–0310.2010.01868.x