Эмбрионы черепах ускоряют развитие, чтобы вылупиться в безопасности группы
Эмбрионы австралийских пресноводных черепах могут определять, насколько развиты другие детеныши в яйцах, и ускорять собственный рост, чтобы вылупиться одновременно с наиболее развитыми собратьями, согласно новому исследованию.
Эта способность к межъяйцевой коммуникации и последующее метаболическое ускорение означает, что пресноводные черепахи (Emydura macquarii), которые в противном случае вылупились бы, когда гнездо уже в значительной степени опустело и они стали бы легкой добычей, вместо этого появляются на свет в относительной безопасности группы.
Исследование «Эмбриональная коммуникация в гнезде: метаболические реакции эмбрионов рептилий на темпы развития собратьев», проведенное учеными из Университета Западного Сиднея, опубликовано в Proceedings of the Royal Society B.
Соавтор работы доктор Рики Спенсер отметил, что команде было известно из предыдущих исследований, что некоторые яйца вылупляются раньше срока. «Но мы не знали, как они это делают: просто вылуплялись раньше и преждевременно или же они могли каким-то образом компенсировать это и увеличить скорость своего развития в ответ на других членов своей кладки?»
Пресноводные черепахи откладывают яйца в несколько слоев в неглубоких гнездах. Яйца в верхней части гнезда испытывают температуру до 6 °C выше, чем яйца, отложенные глубже. Это приводит к сокращению инкубационного периода, поэтому синхронное вылупление в гнезде пресноводных черепах казалось маловероятным. Тем не менее, у эмбрионов в нижней, более холодной части кладки есть «механизм наверстывания».
По словам доктора Спенсера, у этого механизма есть очевидная цель — выживание. «Если другие черепахи вылупляются, вы привлечете хищников в этот район. Если вы остаетесь в гнезде, вы — легкая мишень». Чтобы уйти вместе с группой, черепахи «вылупляются раньше и уходят почти сразу... они могут эволюционно приспособиться вылупляться и уходить как можно скорее».
Если бы рано вылупившиеся черепахи были менее развиты, они были бы слабее и медленнее. Однако исследование показало, что «раннее вылупление, по-видимому, не снижало нервно-мышечные способности при вылуплении». Это контрастирует с другими животными, например, японскими перепелами или расписными черепахами (C. picta), у которых раннее вылупление может ухудшать нервно-мышечные функции.
Эмбрионы пресноводных черепах, по-видимому, успешно ускоряют свое развитие, потребляя больше доступных питательных веществ, чем их более теплые собратья. «Те, которые проходят через ускоренное развитие, имеют меньшие желточные мешки [после вылупления]», — пояснил доктор Спенсер.
Механизм, с помощью которого более холодные эмбрионы узнают о необходимости ускорить метаболизм, неизвестен, но есть несколько гипотез. «Вероятно, есть сигналы, такие как частота сердечных сокращений: у более развитых эмбрионов сердцебиение сильнее. Все яйца лежат друг на друге в гнезде, поэтому могут возникать вибрации», — сказал доктор Спенсер.
Другим сигналом могут быть газы, выделяемые эмбрионами. «Яйца дышат; они поглощают кислород и выделяют углекислый газ. Небольшая разница в газообмене может послужить сигналом для менее развитых особей». Темп всегда задают самые быстроразвивающиеся собратья.
Профессор Рассел Бондуриански высказал предположение, что скорость развития может быть связана с полом, так как у некоторых черепах определение пола эмбриона зависит от температуры. Однако доктор Спенсер отметил, что это не относится к Emydura macquarii, пол которых определяется генетически с равным распределением самцов и самок в кладке.