Зачем зубатым китам менопауза?

У большинства животных самки могут размножаться на протяжении всей жизни, чтобы оставить как можно больше потомков, поэтому с эволюционной точки зрения появление менопаузы на первый взгляд кажется противоречивым. Женщины проводят в среднем 42,5% жизни в пострепродуктивном периоде, при этом аналогичный показатель у шимпанзе составляет всего 2% (хотя существуют свидетельства того, что после 50 лет менопауза наступает и у шимпанзе). Считается, что у человека менопауза возникла для того, чтобы о потомстве могли заботиться и мамы, и бабушки, при этом женщины старшего возраста не конкурируют со своими дочерьми за мужчин. Помимо человека, менопауза описана только у одной группы млекопитающих — зубатых китов (подотряд Odontoceti). В отличие от приматов, у зубатых китов менопауза в ходе эволюции возникала независимо по меньшей мере четыре раза у пяти видов. Один раз она возникла в ветви, ведущей к короткоплавниковой гринде (Globicephala macrorhynchus), малой косатке (Pseudorca crassidens) и косатке (Orcinus orca), один раз в ветви, ведущей к нарвалу (Monodon monoceros) и к белухе (Delphinapterus leucas). Авторы статьи, опубликованной в Nature, исследовали эволюцию менопаузы у зубатых китов и выясняли, каков механизм ее возникновения: общее увеличение продолжительности жизни или укорочение репродуктивного периода.

В отношении человека существует две гипотезы возникновения менопаузы. Согласно первой из них, менопауза появилась вследствие общего увеличения продолжительности жизни при неизменной продолжительности репродуктивного периода. Альтернативная гипотеза предполагает, что менопауза возникла в результате укорочения репродуктивного периода при неизменной продолжительности жизни. В случае человека, по всей видимости, верна первая гипотеза: у женщин и самок шимпанзе репродуктивный период примерно одинаков по длительности, в то время как продолжительность жизни существенно различается. Чтобы определить, какой механизм возникновения менопаузы имел место в случае зубатых китов, авторы публикации разработали байесовскую модель для оценки смертности по всем доступным данным, специфичным для пола и структурированным по возрасту. В результате они вычислили продолжительности жизни самок для 32 видов из всех основных клад зубатых китов. Затем ученые оценили репродуктивный возраст самок на основании посмертной оценки размеров яичников, по которым можно судить об активности яичников. В итоге исследователям удалось определить репродуктивный период для 18 видов зубатых китов, включая четыре вида из пяти, имеющих менопаузу.

Проведенный анализ показал, что киты с менопаузой живут дольше, чем можно было бы предположить на основании их размера: киты, имеющие менопаузу, живут в среднем на 40 лет дольше чем киты такого же размера, не имеющие менопаузы. Исходя из этого, ученые пришли к выводу, что у зубатых китов, как и у человека, менопауза развилась вследствие увеличения продолжительности жизни.

Чтобы выяснить, для каких целей может служить менопауза у зубатых китов, авторы работы провели масштабное исследование демографии зубатых китов. В частности, чтобы проверить гипотезу о том, что киты-«бабушки» могут помогать более молодым самкам воспитывать потомство, для каждой взрослой самки исследователи определили время, которое она прожила одновременно со своими детьми и внуками. Анализ показал, что у видов с менопаузой бабушки живут одновременно с внуками примерно один год, а у видов без менопаузы — около 0,36 лет. Авторы работы установили, что детеныши китов, имеющих менопаузу, не нуждаются в особой заботе по сравнению с детенышами видов, у которых нет менопаузы. Однако они также показали, что виды, имеющие менопаузу, размножаются медленнее, чем виды, не имеющие ее.  

Дальнейший демографический анализ выявил, что у видов без менопаузы нет перекрывания репродуктивных периодов разных поколений. Кроме того, менопауза у самок не возникла как артефакт отбора долгоживущих самцов — к этому выводу ученые пришли, когда обнаружили, что самцы видов с менопаузой имеют более короткую продолжительность жизни по сравнению с самками, чем самцы видов без менопаузы.

Авторы работы заключают, что, по всей видимости, менопауза у зубатых китов помогает не конкурировать за самцов возрастным и молодым самкам, кроме того, киты-«бабушки» могут помогать молодым особям в заботе о потомстве.



У калифорнийского кондора впервые обнаружили партеногенез