Эмбрионы из кладки средиземноморской чайки (Larus michahellis), слышавшие сигналы тревоги взрослых птиц, по физиологии и поведению отличаются от птенцов, которые, находясь еще в яйце, таких сигналов не получали и не имели соседей, слышавших соответствующие звуки. Авторы исследования предполагают, что информация в данном случае передается от одних птенцов другим за счет изменения частоты вибрации яиц, в которых находятся слышавшие крики опасности эмбрионы. Научная статья опубликована в Nature Ecology & Evolution.
На развитие эмбриона животного влияет не только набор его генов, но и внешняя среда, в том числе сигналы, исходящие от матери. Родители частично формируют поведение отпрысков, их склонность к ожирению и многое другое — и это еще до рождения. Млекопитающие могут управлять полом будущих детей и даже задерживать их развитие до улучшения условий жизни. Параметры эмбрионов здесь во многом регулируются химическими сигналами, которые передаются по сосудам через пуповину (это не касается самых ранних стадий, когда пуповины еще нет).
У птиц большая часть эмбрионального развития проходит в яйце, физическая связь с организмом матери при этом отсутствует. Тем интереснее узнать, как взрослые особи влияют на судьбу своего потомства. Хосе Ногера (Jose C. Noguera) и Альберто Веландо (Alberto Velando) из Университета Виго (Испания) проверили это на примере средиземноморских чаек (Larus michahellis).
Колония, которую исследовали ученые, разместилась на острове Сальвора в Атлантическом океане. Она долгие годы подвергается нападениям американских норок (Neovison vison). Они поедают в основном птенцов и яйца. В кладке средиземноморских чаек обычно по три яйца, но самки откладывают не все сразу, а по одному с разницей в один-три дня. Птенцы вылупляются в среднем через 28 дней после откладки яйца. Когда взрослые чайки видят норок, часть стаи взлетает и уводит хищника, издавая сигналы опасности. Те, кто уже вылупился, реагируют на такие крики замиранием.
Авторы исследования несколько недель ежедневно приходили на место поселения птиц и отмечали в конкретных гнездах порядок появления яиц. На двадцатый день насиживания они отбирали из гнезд вторые по времени откладывания яйца. Их выбрали из-за того, что эмбрионы внутри них с большей вероятностью способны воспринять сигналы тревоги как от родителей, так и от старших собратьев (тех, что в первых яйцах).
Всего биологи собрали 90 яиц. Сбор шел три дня, поэтому получилось три группы по 30 одновозрастных яиц. Каждую группу поделили на две равные по численности подгруппы: экспериментальную и контрольную. Из представителей одной подгруппы сформировали кладки по три яйца и поместили их в ячейки инкубатора с температурой 38 градусов Цельсия. Стенки ячеек подавляли вибрации, чтобы соседние кладки не чувствовали движения друг друга.
В каждой кладке из трех экспериментальных подгрупп два яйца каждый день забирали, клали на три минуты в звуконепроницаемый ящик и в это время проигрывали им тревожные сигналы взрослых птиц. Из кладок трех контрольных подгрупп тоже изымали два яйца на аналогичное время, но крики они не слушали. На 25 день после откладывания ученые в течение 15 минут проверяли, с какой частотой вибрирует каждое яйцо (вибрация — следствие сокращений мышц птенцов, особенно активно она проявляется за несколько дней до вылупления).
За сутки до предполагаемого вылупления яйца возвращали в родные гнезда, а через два дня после этого измеряли птенцам длину плюсны и массу тела, а также анализировали уровень гормонов стресса и метилирования ДНК эритроцитов. Наконец, двухдневных птенцов на время снова изымали из колонии и оценивали, как быстро они замрут на месте, услышав сигнал опасности.
Не все птенцы вылупились, часть погибла вскоре после появления на свет, поэтому статистику обрабатывали по 58 чайкам. Она показала, что все птенцы из экспериментальных кладок — даже те, которым не давали слушать тревожные крики взрослых — быстрее замирали при угрозе появления норок. Также у них были повышены уровни стрессовых гормонов и метилирования ДНК. Длина голени у птиц из экспериментальных подгрупп, напротив, была ниже, хотя масса тела не отличалась от таковой у контрольных. А до вылупления яйца, над которыми звучали сигналы об опасности (а также их соседи по кладке в инкубаторе), вибрировали на более высоких частотах.
Получается, что на развитие эмбрионов птиц влияют не только их родители, но и братья и сестры. По мнению авторов, информацию об опасности будущие птенцы передают друг другу вибрацией. Однако ученые признают, что изменения физиологии и поведения, которые наблюдались у чаек из экспериментальных подгрупп, могут быть и не связаны с защитой от хищников. Строго говоря, и тот факт, что общение эмбрионов чаек происходит за счет вибрации, не доказан однозначно. Как бы то ни было, работа интересна тем, что она показывает: птенцы в яйцах не только пассивно воспринимают сигналы извне, но и активно передают информацию другим.
Ранее австралийские биологи показали, что зебровые амадины (Taeniopygia guttata) кричат еще не вылупившимся птенцам для того, чтобы те адаптировались к жаркому климату. Многие птенцы, которые слышат такие крики, пока находятся в яйце, впоследствии вырастают мельче своих сверстников, что позволяет им меньше перегреваться.
Светлана Ястребова
