Бычки вымели хвостами сперму конкурентов из гнезд

Морские бычки Bathygobius fuscus научились избавляться от спермы конкурентов. Как показали эксперименты японских исследователей, с помощью взмахов хвоста эти рыбки выметают из нерестовых гнезд семенной материал соперников. Ранее способность удалять сперму других особей была известна лишь для видов с внутренним, но не внешним оплодотворением, отмечается в статье для журнала Proceedings of the Royal Society B.

Конкуренция между самцами животных порой принимает причудливые формы. Например, у ряда видов с внутренним оплодотворением самец перед спариванием удаляет из половых путей самки сперму ее предыдущего партнера. Лучше всего это явление изучено у стрекоз-красоток (Calopteryx), чьи мужские половые органы в процессе эволюции приобрели форму «скребков». Помимо насекомых от спермы соперников умеют избавляться некоторые птицы, ракообразные и моллюски.

Самцы животных, которые практикуют внешнее оплодотворение, до сих пор не были замечены в подобном поведении. Дело в том, что у таких видов промежуток между эякуляцией и оплодотворением очень короткий. Кроме того, многие из них спариваются в воде, где сперма легко смешивается, так что избавиться от той, что произведена конкретным самцом, непросто.

Первое свидетельство, что самцы видов с внешним оплодотворением способны удалять сперму соперников, обнаружили японские ихтиологи во главе с Такеши Такегаки (Takeshi Takegaki). Объектом их исследования были бычки Bathygobius fuscus — небольшие рыбки, широко распространенные в прибрежных водах Индийского и Тихого океанов. Самцы B. fuscus занимают нерестовые гнезда в расщелинах скал, привлекают в них самок и оплодотворяют отложенную ими икру (а затем заботятся о ней в течение нескольких суток). Оплодотворение происходит за счет содержащей сперматозоиды слизи, которую самец оставляет на внутренней поверхности гнезда.

Некоторые мелкие самцы используют иную тактику. Они тайком вторгаются в гнезда более крупных сородичей и оставляют там собственную слизь со спермой в надежде, что она оплодотворит икру, которую отложит одна из следующих самок. Хозяева ревностно охраняют свои владения от подобных посягательств. Исследователи заметили, что, прогнав конкурента, бычок-самец совершает несколько взмахов хвостом по направлению к выходу из гнезда. Во время брачных демонстраций или вентилирования развивающейся икры B. fuscus ведут себя иначе, поэтому ученые предположили, что таким образом самец-хозяин удаляет сперму соперника. 

Учитывая, что самки B. fuscus могут возвращаться в гнездо и откладывать новые икринки с интервалом в несколько часов, а сперматозоиды самцов сохраняют активность в воде на протяжении трех-четырех часов, данная гипотеза кажется вполне логичной. Чтобы проверить ее, авторы провели ряд экспериментов с содержащимися в неволе бычками. 

На первом этапе авторы впрыскивали в нерестовые гнезда разбавленную сперму мелких самцов. В ответ на это все бычки-хозяева взмахивали хвостами. Для сравнения, на инъекции морской воды или ила отреагировали всего по одной особи из семи. Самцы взмахивали хвостами с одинаковой интенсивностью вне зависимости от собственного размера, концентрации спермы соперника и того, был ли закрыт вход в гнездо. Вероятно, они могут химически распознавать присутствие семенного материала конкурента, но не его концентрацию.

Затем исследователи проверили, насколько эффективно взмахи хвостом удаляют сперму конкурентов. Для этого они ввели ее в нерестовые гнезда с открытым и закрытым входом. Оказалось, что, если вход открыт, в гнезде остается намного меньше чужого семенного материала (p < 0,0001), а большая часть икринок оплодотворяется самцом-хозяином. Это свидетельствует, что поведение B. fuscus позволяет избавиться от значительной части спермы соперников. 

Удаляя из гнезда сперму конкурентов, самец с высокой вероятностью выметет и часть собственной. Эксперименты показали, что бычки учитывают этот риск. После инъекции чужого семенного материала и его удаления девять из двенадцати самцов значительно увеличили время, затрачиваемое на выделение спермы. При этом чем интенсивнее бычок-хозяин размахивал хвостом, тем больше ее выделялось впоследствии. Введение в гнездо морской воды такого эффекта не оказывало. 

Авторы полагают, что поведение B. fuscus, впервые отмеченное для видов с внешним оплодотворением, определяется свойствами его репродуктивной биологии: продолжительным временем, в течение которого самка мечет икру; долгой жизнью сперматозоидов; а также использованием закрытых нерестовых гнезд. Возможно, способность избавляться от спермы соперников есть и у других бычков с похожими особенностями размножения. 

У некоторых видов конкуренция между самцами привела к появлению гигантских сперматозоидов. Например, у ракообразных из класса остракод их длина может в шесть раз превышать длину тела взрослой особи. Недавно палеонтологи обнаружили в бирманском янтаре остатки древних остракод, которые свидетельствуют, что гигантские сперматозоиды появились у них уже сто миллионов лет назад.

DOI: 10.1098/rspb.2020.2004

Сергей Коленов | Источник: N+1

Читайте также: Исследование показывает, что сперма создает иллюзию симметричного движения