Симбиотические отношения влияют на рост животного

Ученые из университета Бостона (США) с коллегами из Великобритании впервые описали влияние мутуалистических отношений на размеры позвоночного животного. В эксперименте рост молодняка оранжевой рыбки-клоуна положительно коррелировал с размером актиний, которые служат для них домом и источником пищи. Ученые полагают, что само по себе большое жизненное пространство не играет роли — необходим биологический сигнал от актиний, инициирующий рост.

Credit:
123rf.com

Что определяет размер тела животного? Это фундаментальный вопрос современной эволюционной экологии. Особенно важным он становится для позвоночных животных, у которых размер тела фиксирован, однако обладает экологической пластичностью.

На сегодняшний день известно, что размер тела может определяться абиотическими и биотическими факторами, но среди последних описаны только конкуренция и хищничество. В новой работе исследователи из США обнаружили влияние мутуализма на размер животного.

Мутуализм — это один из типов симбиоза, вид взаимополезного сожительства, когда присутствие партнера становится обязательным условием существования каждого из них. Исследователи сконцентрировались на классическом примере мутуализма — отношениях рыбки Amphiprion percula (оранжевой рыбы-клоуна) с актиниями, которые являются их местом обитания и источником пищи. Актиния защищает рыбу-клоуна от хищников, но и рыба-клоун прогоняет от актинии рыб, питающихся кишечнополостными, и есть еще множество аспектов, которые делают эти отношения взаимовыгодными. Связь между ними настолько тесная, что рыба-клоун редко покидает периферическую область щупалец актинии.

Сначала авторы проанализировали данные из экспедиции в залив Кимбе (Папуа — Новая Гвинея). Они обнаружили положительную корреляцию между размером актинии и длиной самой большой особи в популяции.

Затем в лабораторных условиях исследователи разместили рыбок в актинии разного размера. Молодых рыб-клоунов и актиний объединяли в пары случайным образом, так что первоначальный размер рыбы не был связан с размером хозяина. Ученые контролировали количество пищи, чтобы исключить влияние питания на рост организма. Ежемесячный рост рыбы на актинии, которая была на 50% крупнее по сравнению с другой, в среднем был больше, чем у жителя менее крупной актинии, на 0,33 мм.

Используя свои данные о жизни молоди в реальных актиниях, ученые построили модель, которая предсказывает размер рыбы в зависимости от размера ее жилища. Сравнив свои предсказания с данными по существующей популяции рыбок, они выяснили, что модель работает.

Чтобы проверить, является ли рост рыбы-анемона просто реакцией на изменение обитаемого пространства, исследователи разместили молодых особей в искусственных актиниях разного размера. Питание рыбок также было под контролем ученых. Таким образом, размер жилища был единственной переменной. Оказалось, что величина искусственной актинии не влияет на рост рыб. Более того, в искусственных актиниях рыбки росли медленнее, чем в настоящих.

Ученые сделали вывод, что рост рыб определяется не размером жилого пространства, а какими-то другими аспектами мутуализма. Это не могут быть дополнительные питательные вещества от актиний — рыбы в обоих экспериментах питались одинаково. Более вероятно, что рост рыб регулируется биологическими сигналы от актиний. Это предположение частично объясняет замедленный рост рыбок в искусственных местах обитания.

«Следующим шагом будет распутывание механизма, который заставляет рыбу решать, насколько большой она должна быть. (…) Много исследований еще предстоит сделать!» — говорит Тереза Рюгер, первый автор исследования.

Источник

Rueger, T. et al.. Vertebrate growth plasticity in response to variation in a mutualistic interaction. // Science Reports. 2022. DOI: 10.1038/s41598-022-14662-4

Добавить в избранное