Белки тоже играют в азартные игры - но со своими генами

Ставки на детей могут принести краткосрочные убытки, но долгосрочные прибыли.

Отредактировано 2023-07-08
Молодая североамериканская красная белка на дереве в Юконе КанадаЮвенильная североамериканская красная белка в Юконе, Канада.

Для крошечных североамериканских рыжих белок прыжки с вершины на вершину - не единственный смелый подвиг, который совершают эти маленькие грызуны. Эти маленькие существа также идут на большой репродуктивный риск, который может привести к большим наградам, когда речь идет о генетической пригодности. Все дело в том, насколько хорошо они смогут передать свои гены следующему поколению.

Исследование, опубликованное 19 января в журнале Science, показало, что рыжие белки, которые больше играли в азартные игры на размножение, превзошли своих более осторожных сородичей, даже если в краткосрочной перспективе затраты были выше. Ставка? На то, что грядущая весна принесет обильный урожай семян, и обзаведение потомством не будет обременительным, поскольку его будет предостаточно.

Это похоже на то, как если бы вы знали, какие номера будут выигрышными в лотерее, но не знали бы, когда они будут названы. Хотя трата денег на лотерейные билеты с этими номерами может стоить денег в краткосрочной перспективе, в будущем, когда вы выиграете джекпот, отдача будет больше. По словам соавтора исследования и научного сотрудника Мичиганского университета по биопсихологии Лорен Петрулло, естественный отбор благоприятствует самкам белок, которые рожают большие пометы в те годы, когда есть много еды.

"Мы были удивлены, обнаружив, что некоторые самки рожают большие пометы в те годы, когда для их малышей не будет достаточно пищи, чтобы пережить зиму", - говорится в заявлении Петрулло. "Поскольку производство потомства биологически дорого, мы хотели узнать, почему эти самки совершают ошибку в своей репродуктивной стратегии".

В исследовании рассматривались рыжие белки, живущие в канадском Юконе во время мачтового года. Это бум основного источника пищи, который происходит каждые четыре-семь лет. Для белок этот бум приходит в виде семян из шишек белых елей. Белки могут угадать, будет ли это мачтовый год, еще до его наступления и за несколько месяцев до него увеличивают размер своего помета и репродуктивные усилия, чтобы обеспечить лучшее будущее для выживания своих малышей и лучшую генетическую приспособленность для себя.

Фотография дикой природыДетеныши североамериканской красной белки в Юконе, Канада. Им около 25 дней от роду. CREDIT: Erin Siracusa

"В местах наших исследований происходит постоянное перетягивание каната между деревьями и белками, причем каждый игрок пытается обмануть другого ради собственной выгоды", - сказал Петрулло.

В исследовании использовались данные проекта Kluane Red Squirrel Project, совместного 34-летнего полевого исследования с участием Мичиганского университета, Университета Колорадо, Университета Альберты и Университета Саскачевана. Они изучили 1 000 самок белок из проекта, собрав данные о размерах пометов и количестве еловых шишек, которые белки едят.

"Каждый год мы собираем данные о том, сколько детенышей рождается у белок и сколько еловых шишек едят белки", - сказал Бен Данцер, соавтор исследования и доцент кафедры психологии, экологии и эволюционной биологии Мичиганского университета, в своем заявлении.

Команда изучила воспроизводство самок белок во время пищевых бумов и спадов и обнаружила различия в их генетической пригодности независимо от того, играли ли они в азартные игры со своей репродуктивной стратегией или нет.

Некоторые из них играли на понижение, сохраняя размер помета небольшим в более скудные годы, в то время как другие придерживались более оптимистичного подхода и рожали большие пометы даже в более скудные на пищу годы. Как показало исследование, белки, у которых стакан был наполовину полон, имели более высокую приспособленность к жизни, если им выпадало пережить мачтовый год.

Однако это все равно оказалось авантюрой, в которой белкам не гарантирован выигрыш.

"В некотором смысле, эта стратегия игры с размерами помета похожа на игру с огнем", - сказал Петрулло. "Поскольку средняя продолжительность жизни белки составляет 3,5 года, а мачты случаются только раз в четыре-семь лет, самка может потенциально саботировать свою физическую форму, рожая слишком много детей в малокормные годы, надеясь на мачту, когда она может умереть, так и не дождавшись мачты. Это может обойтись очень дорого".

Отказ от участия в репродуктивной игре вообще не представляется белкам приемлемым вариантом. Если они упустят свой шанс на джекпот, те, кто не играл, могут заплатить высокую цену.

"Самке практически невозможно возместить затраты на физическую форму, связанные с тем, что она не активизировала размножение в мачтовый год, поэтому ставки чрезвычайно высоки", - говорит Петрулло.

По мнению команды, лучше всего белкам рискнуть и понести краткосрочные затраты на фитнес, чтобы избежать огромных затрат, связанных с полным упущением джекпота генетической пригодности.

До сих пор неясно, как белки могут прогнозировать будущее производство пищи в своей среде. По словам Данцера, возможно, они поедают части ели, которые влияют на их физиологию и изменяют количество производимого ими потомства.

"Это очень интересно, поскольку позволяет предположить, что белки подслушивают деревья, но нам предстоит еще многое сделать, чтобы решить эту загадку", - сказал Данцер.

Другие животные, например, некоторые перелетные певчие птицы, также используют сигналы о количестве пищи в окружающей среде, чтобы сделать репродуктивный выбор. Изменение климата приводит к снижению надежности этих сигналов, и ученые не знают, как стоимость этих ошибок изменит то, что является лучшей репродуктивной стратегией для белок.

"Если предсказуемость пищевого бума уменьшится и белки больше не смогут прогнозировать будущее, это может повлиять на количество белок в бореальном лесу", - сказал Данцер. "Это может быть проблематично, учитывая, что белки являются добычей многих хищников".