Раскрыты репродуктивные секреты красного болотного рака
Procambarus clarkii — вид ракообразных, родом из пресных водоёмов Америки. Завезённый в Японию в 1920-х годах как корм для лягушек, этот рак медленно захватил японские пресные воды путём хищничества и размножения. В 2023 году он был признан инвазивным чужеродным видом Министерством окружающей среды и Министерством сельского, лесного и рыбного хозяйства Японии.
Один из способов контроля численности популяции и связанного с ней кризиса — отлов раков в репродуктивной форме. Для этого необходимо понимать их репродуктивные характеристики, включая анатомические изменения. Однако о репродуктивной биологии P. clarkii известно мало, не только в Японии, но и в других местах обитания по всему миру.
Чтобы восполнить этот пробел, исследователи под руководством профессора Кадзуёси Накаты из Университета Окаямы изучили несколько аспектов размножения и морфологические характеристики красного болотного рака. В исследовании, опубликованном в Journal of Crustacean Biology, также участвовали Куанг-Туонг Лыонг, Рика Сираиси и доктор Коки Р. Кацухара.
Для исследования в течение года (с ноября 2015 по ноябрь 2016) раков собирали из местного пруда в Окаяме, западная Япония. Всего было собрано и изучено 6 319 особей: 2 601 самец, 2 777 самок, 8 особей неизвестного пола и 933 juveniles (молоди).
Красные болотные раки проходят четыре стадии роста: яйца, вылупившиеся особи, juveniles и взрослые. Взрослые особи чередуют половозрелую (Form I) и неполовозрелую (Form II) формы.
В пик сезона размножения осенью у самцов Form I наблюдались увеличенные хелипы (клешневидные структуры для защиты и захвата добычи). Это исследование впервые показало, что длина крючка — важный индикатор полового статуса у самцов.
Крючки — острые роговидные выросты на третьей и четвёртой парах ног. Они используются самцами для фиксации самки в положении для спаривания. У самцов Form I они были заметно крупнее, чем у Form II.
«Наши результаты показывают, что как хелипы, так и длина крючка у самцов достоверно различались между Form I и Form II, что позволяет использовать их как важный идентификатор», — подтверждает профессор Наката.
Кроме того, результаты показали, что инвазивный P. clarkii обладает более высокой репродуктивной способностью и скоростью роста по сравнению с японским аборигенным раком C. japonicus. Самка P. clarkii может вынашивать от 100 до 375 яиц на особь, тогда как у японского вида — всего от 18 до 75.
Хотя оптимальная температура для вылупления яиц у P. clarkii составила 25 °C, вылупление могло происходить и при температуре всего 7 °C.
«Исходя из этого температурного значения, можно было оценить дату нереста для juveniles. Также можно рассчитать даты вылупления и время, когда молодь покидает самку», — объясняет профессор Наката.
В то время как аборигенному японскому раку требуется около пяти лет, чтобы достичь репродуктивного возраста, инвазивный вид P. clarkii достигает его в самом быстром случае уже через пять месяцев после вылупления, что объясняет высокую скорость роста этого вида.
Эти данные будут способствовать разработке эффективных мер контроля инвазивных популяций P. clarkii и помогут сохранить биоразнообразие пресноводных экосистем по всему миру.