Риск хищничества движет эволюцией плаценты

Международная команда учёных под руководством доцента Барта Поллукса из Вагенингенского университета показала, что хищники способствуют эволюции более сложных плацент. Они изучили популяции живородящей и плацентарной пресноводной рыбы Poeciliopsis retropinna в Коста-Рике и опубликовали результаты в журнале Ecology Letters.

Исследование показывает, что рыбы из популяций с высоким риском хищничества имеют более сложные плаценты и меньшую репродуктивную нагрузку во время беременности. Учёные сравнивали популяции с хищниками и без них при одинаковой среде обитания. Различался только риск быть съеденным.

«Более важно то, что наше исследование включало разные сообщества хищников, и мы обнаружили одинаковое увеличение сложности плаценты независимо от типа (или комбинации) хищников», — объясняет Андрес Хагмайер. «Это ясно указывает, что сложность плаценты даёт самкам селективное преимущество в средах с высоким хищничеством».

Адаптивное преимущество

Это исследование предоставляет наиболее убедительные на сегодня доказательства адаптивного преимущества эволюции плаценты у рыб. «Вполне возможно, что аналогичное преимущество играет роль в эволюции плацент и у других групп животных», — предполагает Поллукс. Работа также способствует лучшему пониманию экологически обусловленной эволюции сложных органов в целом.

Среда, где самкам нужна гибкость

В более ранней публикации Поллукс и коллеги утверждали, что эволюция плаценты должна совпадать со сдвигом материнского обеспечения ресурсами: от периода до оплодотворения (у бесплацентарных видов) к периоду после оплодотворения, во время беременности (у плацентарных видов).

«Это должно приводить к снижению репродуктивной нагрузки и, вероятно, к улучшению плавательных способностей самок во время беременности, — объясняет аспирант и первый автор Андрес Хагмайер. — Если это так, то плацента с наибольшей вероятностью будет эволюционировать в "требовательных к производительности средах", где самкам нужно быть гибкими и быстро плавать, чтобы выжить, например, в условиях высокого риска хищничества».

Плацентарные рыбы в реках Коста-Рики

Для проверки гипотезы исследователи изучили 28 популяций плацентарного вида рыб Poeciliopsis retropinna, обитающего в ручьях и реках Коста-Рики и известного местным жителям как «Оломина». Примерно в половине этих популяций присутствовали крупные хищные рыбы, поедающие плацентарных рыб, другая половина популяций была свободна от хищников.

Учёные отлавливали самок из этих популяций, чтобы количественно оценить и сравнить уровень плацентации (меру сложности плаценты). «Это оказалось сложнее, чем изначально ожидалось, — говорит соавтор работы Эндрю Фернесс из Университета Халла (Великобритания). — Эти рыбы были очень неуловимы, и нам пришлось придумывать разные способы их поимки, включая отлов ночью, когда они спали».

Плацента

Плацента — это сложный временный орган, играющий ключевую роль в развитии эмбриона. Она снабжает нерождённого детёныша кислородом и питательными веществами и удаляет продукты жизнедеятельности из его крови. Плацента эволюционировала много раз в животном мире и встречается не только у млекопитающих, но также у рептилий, амфибий и рыб.