Почему детёныши гигантской панды рождаются такими крошечными?

Новорождённые панды — розовые, слепые и беспомощные — обычно весят около 100 граммов, что эквивалентно пачке масла. Их матери в 900 раз массивнее.

Это необычное различие в размерах годами озадачивало учёных. За редким исключением, таким как ехидны и кенгуру, ни у каких других млекопитающих детёныши не бывают настолько малы относительно матерей. Исследование Университета Дьюка, изучившее кости 10 видов медведей и других животных, показывает, что некоторые текущие теории не выдерживают критики.

Профессор биологии Кэтлин Смит и её бывшая студентка Пейшу Ли опубликовали выводы в Journal of Anatomy.

Исследователи изучили с помощью микро-КТ сохранившиеся останки детёнышей панд, родившихся в Национальном зоопарке Смитсоновского института. Были созданы 3D-модели скелетов новорождённых панд, гризли, губача, белого медведя, собак, лисицы и других родственных животных.

Учёные оценивали степень оссификации (формирования скелета к моменту рождения), начало кальцификации или прорезывания зубов и степень сращения костных пластин черепа.

Панда — крайний пример, но у всех медведей детёныши непропорционально малы. Вес новорождённого белого медведя составляет менее 1:400 (менее 0.5%) от массы матери. У большинства млекопитающих, включая человека, среднее соотношение ближе к 1:26.

Проверка гипотезы о спячке

Одна из старых гипотез связывает малый вес при рождении с зимней спячкой у некоторых видов. Беременные самки в это время не едят и не пьют, полагаясь на жировые запасы и расщепляя мышцы для питания плода. Считалось, что короткая беременность и рождение незрелых детёнышей позволяют перенести рост во внеутробный период, когда детёныши питаются жирным молоком, не истощая мышцы матери.

Однако исследование не выявило значимых различий в развитии костей у медведей, впадающих в спячку, и у тех, кто активен круглый год. Большинство медвежьих скелетов при рождении так же зрелы, как и у близких родственников.

Исключение — панда

Панда — исключение из этого правила. Даже у доношенного детёныша панды кости похожи на кости щенка бигля, родившегося на несколько недель раньше срока. «Это как человеческий плод на 28-й неделе», — отмечает Смит.

Развитие, вероятно, связано с особенностью беременности панд. Все медведи имеют «отсроченную имплантацию»: после оплодотворения эмбрион находится в состоянии покоя несколько месяцев, прежде чем закрепиться в стенке матки. Однако если другие медведи вынашивают плод после имплантации 2 месяца, большие панды — всего 1 месяц. «Они basically undercooked», — говорит Ли.

Новое исследование показывает, что детёныши панд развиваются по той же траектории, что и родственные виды, но по сокращённому графику. «Развитие просто обрывается», — заключает Смит.

Учёным всё ещё нужны данные об экологии и размножении панд в дикой природе, особенно с учётом риска их вымирания. Это исследование приближает их к ответу на вопрос о причинах эволюции такого необычного размера.