Могут ли птицы родители, условия их жизни влиять на пол потомства? Казалось бы, первый ответ - нет. Но новые возможности появившиеся, благодаря определению пола птиц по ДНК показали, что все не так просто.

ЗОО

У птиц, как и у млекопитающих, есть половые хромосомы, но в отличие от млекопитающих, гетерогаметным полом ( гетерогаметный- это такой пол, который дает две группы гамет с разными половыми хромосомами) являются самки - у самок половые хромосомы разные и называются ZW, а у самцов одинаковые половые хромосомы, обозначаемые ZZ. Половая хромосома самок W обычно гораздо меньше хромосомы Z.

Теоретически, исходя из простого расчета, около половины потомства должна быть самцами, половина самками. Но когда изучили реальное соотношение пола птенцов в природе и в неволе, определяя пол по ДНК, оказалось, что у ряда видов наблюдается отклонение от этого соотношения. В ряде случаев смогли проследить связь отклонения в ту или иную сторону с определенными окружающими условиями. Так, например, у большехвостого гракла в конце сезона размножения в потомстве насчитывают больше самок, чем самцов. Это видимо, связано с более высокой смертностью птенцов самцов в период, когда пищи меньше. Но преобладание того или иного пола в потомстве может наблюдаться сразу при вылуплении птенцов, это явление было отмечено у таких видов, например, как большая синица, лазоревка, обыкновенная пустельга и др. У большой синицы в конце сезона размножения в потомстве вылупляется больше самцов. А у обыкновенной пустельги, наоборот, в конце сезона размножения уменьшается количество самцов в потомстве. Иногда удается найти связь с условиями жизни родителей и преобладанием в потомстве определенного пола. Так у серой неясыти в годы обилия полевок больше вылупляется самок. Самки неясыти более крупные, чем самцы, птенцам самкам нужно больше корма, поэтому производство самок в годы с большим количеством пищи имеет адаптивный характер.

Изучая это явление в экспериментальных условиях у некоторых видов, смогли добиться смещения пола потомства в ту или иную сторону. Так у зебровой амадины, если родители получали много пищи, в потомстве больше наблюдалось самок. У этих птиц самки это такой пол, который в неблагоприятные годы больше страдает от плохих условий, чем самцы. Поэтому производить в хорошие обильные по пище годы больше самок, может быть выгодно для сохранения вида в природе. У какапо – редкого вида попугая, охраной которого занимается международная группа ученых –наблюдается обратная связь – при обильном кормлении птиц в потомстве вылупляется больше самцов. Самцы какапо гораздо крупнее самок, им для развития требуется больше пищи. Ученые, изучающие какапо, обнаружили, что самки, не достигшие веса полутора кг, не участвуют в размножении. Для того, чтобы обеспечить размножение всех самок какапо, их стали подкармливать. Но в результате такой подкормки в потомстве какапо стали преобладать самцы. Какапо - полигамный вид, он не образует пары, один самец образует временные связи с несколькими самками. Таким образом, большое количество самцов в потомстве не выгодно для сохранения этого вида. При помощи специально разработанной диеты удалось добиться того, чтобы все самки участвовали в размножении, но при этом не производили больше сыновей, чем дочерей.

Подобные смещения пола потомства в ту или иную сторону можно объяснить с помощью гипотезы Триверса и Влларда (Trivers &Willard 1973) об адаптивном соотношении полов в потомстве. Эту гипотезу можно сформулировать так: при хороших условиях самки продуцируют больше потомства того пола, который больше страдает при плохих условиях. Продукция яиц и выращивание птенцов - это очень большие затраты для организма родителей. Поэтому для выживания вида более выгодно вкладывать силы в продукцию потомства того пола, который при данных условиях имеет больше шансов оставить потомство.

Отклонения от соотношения полов 1:1 в потомстве наблюдалось у некоторых птиц и в зоопарках и в питомнике редких видов журавлей Окского Государственного Биосферного заповедника. В Питомнике редких видов журавлей ОКГЗ с 1984 года содержатся все виды журавлей, живущих на территории нашей страны. Успешно размножаются такие виды как стерх, японский журавль, даурский журавль. Японский журавль самый крупный из этих журавлей и самый животноядный и, наверное, самый красивый из всех журавлей, живущих в Евразии. Обитают эти журавли на Дальнем востоке и в Японии.

Стерхи - красивые белые журавли обитают в тундрах на севере нашей страны.

Даурские журавли имеют красивое серое оперение и обитают в восточной Азии, северная и северная часть ареала находится на территории России в местности, которая раньше называлась Даурия, отсюда и название этих птиц.

Журавли откладывают всего два яйца. Из–за деградации мест обитания, беспокойства, низкой плодовитости и др. причин многие виды журавлей стали редки в природе. Для их разведения в мире созданы специальные питомники. Один из них находится под Рязанью - это Питомник редких видов журавлей при Окском Государственном Биосферном заповеднике. В 2015 году питомнику исполняется 36 лет. Сотрудники Питомника журавлей работают в контакте с сотрудниками московского зоопарка. В лаборатории московского зоопарка определяют пол потомства журавлей по ДНК.

Анализ пола потомства журавлей, обнаружил уклон в сторону самок у японских журавлей. За период с 1984 по 2009 год от 7 пар японских журавлей был получено 61 самец и 105 самок. В то время как стерхи и даурские журавли произвели потомство в соотношении примерно 1:1. Правда по даурским журавлям данных немного, так как питомнике ОГБЗ содержится мало даурских журавлей и, поэтому мы сравниваем стерхов и японских журавлей. Преобладание в потомстве японских журавлей самок можно объяснить исходя из гипотезы Триверса и Вилларда.

По наблюдениям сотрудников питомника ОГБЗ птенцы- самки японских журавлей растут медленнее и медленнее набирают вес, они менее активны и слабее птенцов самцов. Поэтому мы можем предположить большую смертность в природе в неблагоприятные годы птенцов-самок у этих птиц. Поэтому для выживания вида выгодно в благоприятные годы производить больше самок.

У стерха подобного явления не наблюдается, возможно, потому, что у них птенцы очень агрессивны по отношению друг к другу. Вылупляются птенцы стерхов с разницей в два дня. За эти два дня старший птенец успевает окрепнуть и, к моменту вылупления второго, становится более активным, что делает его лидером в конкуренции за корм, получаемый от родителей. Из двух птенцов в выводке стерхов больше шансов на выживание имеет старший птенец, не зависимо от пола. Если в природе достаточно часто в благоприятные годы можно встретить японских журавлей с двумя птенцами, то стерхи встречаются обычно с одним подросшим птенцом.

Таким образом, мы предположили, что японские журавли имеют какие-то физиологические и генетические механизмы, приводящие к уклону в потомстве в сторону самок в годы с благоприятными условиями.

Когда условия неблагоприятные, нужно, чтобы хоть кто-то выжил – это должны быть самые сильные и крепкие птенцы, а у японских журавлей – это самцы, поскольку они быстрее растут. И чтобы в популяции не остались одни самцы, в благоприятные годы наступает очередь самок. Иными словами, птицы как будто действуют по принципу: "Я не произвожу много тех птенцов, кто рискует погибнуть, если год "плохой", но как только условия улучшатся, будет больше тех, кто слабее".

У стерхов и даурцев действует другой механизм оптимизации вклада в потомство – наибольшие шансы выжить у них имеет первый вылупившийся птенец, не важноимо от пола. Здесь выживает тот, кто сильнее.

Так что, возможно, у журавлей есть разные способы снизить риски гибели птенцов, что важно для выживания вида в целом. Кажется, экономисты называют это диверсификацией – рассредоточить капитал между разными объектами вложений с целью снижения экономических рисков.

Работа ученых получила высокую оценку коллег на 26 Международном орнитологическом Конгрессе в Токио и была поддержана грантом.

Ольга Нестеренко (Московский зоопарк)

Татьяна Кашенцева (Питомник редких видов журавлей ОГБЗ)

(фото автора)