Учёные из Университета Макаури (Австралия) обнаружили поразительное явление: эмбрионы радужниц (Melanotaenia duboulayi) способны распознавать запахи хищников уже на четвёртые сутки развития, находясь ещё в яйце. Это открытие демонстрирует, что способность к оценке угроз у рыб проявляется на очень ранних стадиях их жизни и может играть ключевую роль в выживании вида.

Как эмбрионы различают хищников

Исследователи провели эксперимент, поместив 4-дневные эмбрионы радужниц в чашки Петри с контролируемой водой. В эту воду были добавлены химические следы, которые выделяют хищники.

Испытания проводились с двумя источниками химических сигналов:

• Золотая рыбка (Carassius auratus) — представляла чужеродного, но относительно безопасного хищника.
• Спангл-перч (Leiopotherapon unicolor) — местный, естественный для радужниц хищник.

Все эмбрионы содержались в условиях, аналогичных их природной среде, чтобы исключить стресс, не связанный с запахами.

Измерение реакции эмбрионов

Чтобы оценить реакцию эмбрионов, учёные использовали два ключевых показателя:

• Частота сердечных сокращений: Сердцебиение эмбрионов измерялось с помощью микроскопической видеосъёмки. Эмбрионы, подвергшиеся воздействию запахов хищников, показали заметное увеличение частоты сердечных сокращений по сравнению с контрольной группой.
• Время до вылупления: Учёные фиксировали время, необходимое для выхода эмбриона из яйца. Эмбрионы, контактировавшие с запахом местного хищника, вылуплялись немного позже. Это может быть адаптивной стратегией, направленной на уменьшение риска быть съеденным в первые минуты жизни.

Основные результаты

• Способность к дифференциации: Эмбрионы не просто реагировали на запах, но и могли различать хищников. Наиболее выраженная реакция наблюдалась на запах местного хищника спангл-перча, тогда как реакция на чужеродную золотую рыбку была менее сильной.
• Адаптивное поведение: Задержка вылупления в ответ на присутствие хищника является примером адаптивного поведения ещё до рождения.

Значение открытия

Эти результаты имеют несколько важных последствий для науки:

• Пренатальная чувствительность: Исследование доказывает, что эмбрионы рыб могут реагировать на угрозы ещё до того, как они станут самостоятельными.
• Эволюционная адаптация: Способность замедлять вылупление в ответ на хищника увеличивает шансы на выживание.
• Развитие поведения: Ранняя реакция на стресс может формировать базовые механизмы поведения, влияющие на дальнейшую жизнь рыбы.

Методы и условия эксперимента

• Возраст эмбрионов: 4 дня после оплодотворения
• Среда: Контролируемая, чистая вода в чашках Петри
• Стимулы: Вода с химическими следами хищников
• Измеряемые параметры: Частота сердечных сокращений, время вылупления
• Инструменты: Микроскопическая видеосъёмка

Специфика химических сигналов и механизм восприятия

«Химические следы», о которых идёт речь в исследовании, — это особые сигналы, называемые кайромонами. В отличие от феромонов, которые служат для общения между особями одного вида, кайромоны — это межвидовые сигналы. Хищник выделяет их в воду, и они служат для потенциальной жертвы как индикатор опасности.

Механизм восприятия у эмбрионов радужниц пока не изучен полностью, но считается, что он связан с обонятельными рецепторами. Даже на ранних стадиях развития у рыб уже есть зачатки сенсорных органов, которые способны улавливать растворённые в воде молекулы. Эмбрионы могут «чувствовать» эти сигналы, ещё находясь в защитной оболочке и, вероятно, через специальные белки и рецепторы на поверхности тела. Затем эти сигналы передаются в нервную систему, вызывая физиологическую реакцию, такую как учащение сердцебиения.

Аналоги у других видов

Способность реагировать на угрозы ещё в утробе или в яйце — это не уникальная черта радужниц, а часть более широких эволюционных адаптаций, встречающихся у разных животных.

• Земноводные: Эмбрионы лягушек и саламандр могут замедлять или ускорять вылупление в ответ на внешние факторы. Например, личинки одной из видов саламандр, развивающиеся в воде, могут оставаться в икринке дольше, если чувствуют присутствие хищника, такого как рыба. Это позволяет им выйти из икринки, когда риск быть съеденными будет ниже.
• Насекомые: Некоторые виды кузнечиков также демонстрируют пренатальную чувствительность. Их яйца, подвергшиеся воздействию феромонов от хищников, вылупляются позже, чем яйца, развивающиеся в безопасной среде.
• Птицы: Птенцы некоторых видов птиц (например, зябликов) могут слышать сигналы тревоги ещё в яйце. Если самка-мать издаёт такие звуки, птенец будет менее активным, когда вылупится, что делает его менее заметным для хищников.

Заключение

Исследование показывает, что у рыб существует удивительная способность к пренатальной оценке угроз. Эмбрионы радужниц не только чувствуют хищников, но и адаптивно изменяют своё развитие, что свидетельствует о сложной биологической подготовке к выживанию с самых ранних стадий жизни. Эти данные открывают новые возможности для изучения поведения рыб, механизмов стресс-ответа и эволюции адаптивных стратегий в водной среде.

——
по информации: www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0076061