Размножаться лучше на сытый желудок

Пресноводный рачок дафния, излюбленный объект экологов и гидробиологов, популярен и среди аквариумистов как хороший живой корм для мелких рыбок. Дафнии вынашивают яйца в специальных выводковых камерах на спине, под защитой прозрачной двустворчатой раковинки (фото с сайта ebiomedia.com)

Применение новых аналитических методов показало, что планктонные рачки дафнии при сильном недоедании тратят большую часть добытых калорий на то, чтобы набрать вес. Если еды становится больше, дополнительная энергия расходуется поровну на набор массы и увеличение числа яиц в кладке. При избытке пищи почти все калории идут на увеличение числа яиц, причем сами яйца становятся мельче.

Так называемая «теория жизненных стратегий» пытается объяснить (с эволюционных и экологических позиций) распределение энергетических затрат у живых организмов — сколько калорий идет на рост, сколько на накопление жировых запасов, сколько на размножение. Развитие теории затрудняется отсутствием подходящего аналитического аппарата. Восполнению этого пробела посвящена статья Л. В. Полищука (Биофак МГУ) и Я. Файферберга (J. Vijverberg, Нидерландский институт экологии) «Динамика массы тела дафний в свете теории жизненных стратегий с использованием метода вкладов», вышедшая в Журнале общей биологии.

Авторы приспособили для анализа жизненной стратегии дафний «метод вкладов» (contribution analysis), позволяющий, по сути дела, количественно сравнивать между собой величины несравнимые, измеряемые разными единицами. Как, например, сравнить массу тела (в граммах) с числом яиц в кладке (в штуках), особенно если средняя масса яйца меняется в зависимости от числа яиц, а мы хотим узнать, какая доля энергии тратится организмом на увеличение именно числа (а не массы) яиц? Значительная часть статьи посвящена описанию предлагаемого авторами математического аппарата, позволяющего вычислить сравнимые между собой «вклады» (выраженные в граммах углерода) трех разных составляющих роста суммарной массы тела при улучшении питания. Рассматривались следующие составляющие: 1) число яиц в кладке, 2) средняя масса яйца и 3) «соматическая» масса тела (то есть масса тела за вычетом яиц, которые дафния носит с собой в выводковой камере).

Новорожденных дафний ученые разделили на четыре группы: первую держали на голодном пайке, вторую кормили чуть получше, третью — еще лучше, но лишь четвертая группа получала пищу в избытке. По достижении определенного возраста рачков (уже взрослых, несущих яйца в выводковых камерах) высушивали и взвешивали (точнее, определяли содержание углерода при помощи специального анализатора CALANUS). Яйца подсчитывались и взвешивались отдельно от всего остального.

Естественно, чем лучше дафний кормили, тем больше была их масса. Этот прирост массы, наблюдавшийся при улучшении питания, авторы разложили на три компонента («вклада») — рост соматической массы, увеличение числа яиц и рост средней массы яйца. В итоге получилась следующая картина.

Если дафнии находятся на грани голодной смерти, улучшение питания ведет лишь к увеличению соматической массы. Скудные ресурсы практически не расходуются на увеличение числа яиц или их размера. Что ж, дафний можно понять: когда живот сводит от голода, тут уж не до размножения. С точки зрения «теории жизненных стратегий» в этом есть вполне очевидный смысл: если пищи мало, надо подождать с размножением до лучших времен — ведь условия могут и улучшиться, а одна дафния за свою жизнь успевает произвести на свет несколько выводков.

Если дафнии испытывали менее острый недостаток пищи, то при улучшении условий дополнительные ресурсы распределяются примерно поровну между увеличением соматической массы и числа яиц (размер яиц при этом почти не увеличивается). Наконец, если дафнии переходят от незначительного недостатка пищи к ее избытку, почти все дополнительные ресурсы идут на увеличение числа яиц, а размер яиц при этом даже уменьшается.

При ухудшении условий события развиваются в обратном порядке: сначала снижается число яиц, и лишь затем начинает «худеть» сама дафния.

Такая жизненная стратегия, очевидно, должна быть выгодна животным с относительно долгим репродуктивным периодом. У животных, размножающихся только один раз в жизни (как, например, некоторые лососи), ресурсы, вероятно, распределяются иначе, но это требует специальных исследований. Остается выразить надежду, что разработанная авторами методика обеспечит быстрый прогресс в этой области эволюционной экологии.

Источник: Л. В. Полищук, Я. Файферберг. Динамика массы тела дафний в свете теории жизненных стратегий с использованием метода вкладов // Журнал общей биологии, 2006, № 1, с. 23-36.

Александр Марков

Последние новости: Биология, Наука в России, Александр Марков

24 мая Слуховая кора избирательно слышит то, к чему мы прислушиваемся

22 мая Ген, улучшающий память, заодно повышает и риск посттравматического стрессового растройства

19 мая Эволюция видов в сообществе идет не так, как в монокультуре

17 мая Самки рыб-чистильщиков ведут себя вежливее с незнакомцами, чем с давними приятелями

26 апреля Сегменты у насекомых развиваются по часам

23 апреля Искусственные полимеры могут хранить генетическую информацию

18 апреля Дрожжи занимаются сексом не от хорошей жизни

16 апреля Крысы платят добром за добро

9 апреля В эволюции бактерий горизонтальный генетический обмен играет ту же роль, что и половое размножение у высших организмов

8 апреля Озеро Восток и его обитатели

Астрономические наблюдения недели

Новости науки почтой (рассылка на Subscribe.ru):