Некоторые лягушки могли начать откладывать яйца на суше, чтобы избежать брачной суеты в воде

Новое исследование предполагает, что некоторые виды лягушек перешли с размножения в пруду на сушу, чтобы самцам было проще избежать конкуренции с половыми соперниками.

Ранее биологи считали, что некоторые виды лягушек эволюционировали для спаривания на суше (иногда в необычных местах), чтобы лучше защищать икру и головастиков от рыб и других водных хищников. Однако новое исследование американских и бразильских биологов указывает, что у многих видов спаривание на суше может быть отчасти стратегией самцов, направленной на то, чтобы их собственная ДНК, а не ДНК соперников, была передана потомству. Согласно исследованию, которое будет опубликовано 26 июля в The American Naturalist, половой отбор может преобладать над естественным отбором в эволюции этих репродуктивных моделей поведения.

У лягушек наблюдается «ошеломляющее разнообразие» репродуктивных стратегий. Типичное спаривание включает обхват самцом самки, откладку самкой икры и её оплодотворение самцом. Древнейшие лягушки проходили все эти этапы в воде, но у разных видов существуют различные стратегии. Они различаются по месту спаривания, откладки икры, развития головастиков, а также по степени заботы родителей о потомстве. Некоторые виды даже пропускают стадию икры, рождая живых головастиков или лягушат.

Переход к спариванию на суше

Биологи отмечали кажущийся линейный прогресс в сторону более наземного размножения в эволюции лягушек и предполагали, что это позволяет избежать уязвимости икры и головастиков перед водными хищниками. Эта тенденция наиболее очевидна у тропических лягушек, возможно, из-за более влажной среды.

Однако икра и головастики на суше также уязвимы для хищников. Если бы основным драйвером эволюции наземного размножения был естественный отбор для минимизации хищничества, то должны были бы в равной степени развиваться стратегии защиты как икры, так и головастиков.

Но, проанализировав данные по сотням видов двух семейств тропических лягушек (Hylidae и Leptodactylidae), исследователи обнаружили, что это не так. Большинство разнообразия репродуктивных стратегий касается именно стадии икринки. Даже когда икра откладывается на суше, головастики часто быстро оказываются в опасной воде (например, падая с листа в ручей). Это указывает, что отбор действует на икру и головастиков независимо, и могут существовать другие эволюционные преимущества откладки икры на суше.

Уединённые места: «гнёзда» из грязи или пазухи бромелиевых

Помимо избегания водных хищников, преимущество откладки икры на суше для самца заключается в том, что он уводит самку от основного места размножения, где сотни самцов конкурируют за доступ к самкам. На суше проще убедиться, что другой самец не вмешивается и не оплодотворяет её икру.

Исследователи обнаружили, что когда спаривание происходит вдали от основного водоёма, место часто более уединённое и скрытое от конкурентов. Некоторые виды спариваются в заполненных водой пазухах листьев бромелиевых, другие самцы даже строят гнёзда из грязи в форме вулкана, которые могут охранять во время спаривания.

Учёные выдвинули гипотезу: если половой отбор играет роль в эволюции такого поведения, то у видов с высокой конкуренцией за оплодотворение у самцов должны быть более крупные семенники (как у других животных с интенсивной конкуренцией самцов). И наоборот, у видов с уединёнными местами размножения семенники должны быть меньше.

Действительно, исследователи установили, что масса семенников самцов (показатель уровня спермовых войн) меньше и менее изменчива у лягушек, которые скрываются во время размножения, что указывает на их меньшую уязвимость для вторжения других самцов.

Особенности тропиков

Большинство исследований систем спаривания лягушек проводилось в умеренных регионах. Новые данные о репродуктивных моделях как умеренных, так и тропических видов, вероятно, бросят вызов устоявшимся представлениям об эволюции этих сложных форм поведения.

В тропиках наблюдается наибольшее видовое разнообразие лягушек, а также самое большое разнообразие и сложность их репродуктивных моделей. Однако о биологии, поведении и разнообразии этих тропических видов известно меньше всего, даже несмотря на то, что многим из них угрожает опасность, а некоторые открыты только сейчас. Исследование привлекает внимание к тому, как много ещё предстоит узнать о половом отборе и динамике систем спаривания у лягушек.