Клональные рыбы: одинаковые гены, одинаковая среда, разный уровень приспособленности

Исследователи из Института пресноводной экологии и внутреннего рыболовства им. Лейбница (IGB) и кластера передового опыта "Science of Intelligence" (SCIoI) обнаружили, что клональные рыбы — с идентичным генетическим материалом — выращенные в практически одинаковых, высокостандартизированных условиях, систематически различаются по количеству и размеру потомства за цикл размножения. Эти показатели являются ключевыми индикаторами биологической приспособленности. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.

Учёные изучали поведение и репродуктивные профили 34 амазонских моллинезий (Poecilia formosa) в течение 280 дней. Этот вид размножается клонально в природе, и всё потомство генетически идентично матери. Вид состоит только из самок, а размножение (клонирование матери) запускается спермой самцов родственных видов. Рыбы живородящие, забота о потомстве после рождения отсутствует, что позволяет содержать их в идентичных условиях с первого дня жизни.

С помощью автоматизированной системы высокоразрешающего видео-трекинга исследователи регистрировали активность и потребление пищи в течение первого месяца жизни. Затем они охарактеризовали репродуктивный профиль каждой особи: начало размножения, размер выводка и размер потомства. Эти показатели отражают продуктивность жизненного цикла и, в конечном счёте, биологическую приспособленность. Команда изучила 2522 малька из 152 выводков.

Индивидуальные различия в активности и потреблении пищи

Как показало предыдущее исследование ("The emergence and development of behavioral individuality in clonal fish", также опубликованное в Nature Communications), отдельные рыбы систематически различались по паттернам активности и потреблению пищи.

"Наш эксперимент подтверждает, что поведенческая индивидуальность развивается на очень ранней стадии даже без генетической и очевидной средовой вариации", — отметил руководитель исследования Макс Вольф.

Индивидуальные различия в репродуктивных профилях и продуктивности

Исследователи изучили в среднем по четыре выводка на особь и обнаружили, что особи стабильно различались по тому, насколько крупным было их потомство и сколько потомства они производили за один выводок. Другими словами, особи различались по своей продуктивности.

"Это первое доказательство того, что генетически идентичные животные, выращенные в практически идентичных условиях окружающей среды, довольно существенно различаются по своей биологической приспособленности", — заявила ведущий автор исследования Ульрике Шерер.

Было обнаружено, что рыбы, которые тратили больше времени на кормление, вырастали крупнее, а более крупные рыбы производили более крупное потомство, хотя начинали размножаться позже. Однако потребление пищи, по-видимому, не влияло на размер выводка, и не было корреляции между индивидуальным уровнем активности и размножением.

"Наше исследование также показывает, как мало мы до сих пор понимаем в возникновении индивидуальности и возможной роли эпигенетики, стохастичности и различий микроокружения", — добавила Ульрике Шерер.