какие животные практически всегда рожают близнецов
Рождение близнецов – эволюционное преимущество для матерей
Наверняка хотя бы раз в жизни каждый из нас задумывался о том, какого это иметь брата или сестру двойняшку, но близнецы не всегда одного пола. На самом деле феномен близнецов – одна из давних эволюционных загадок. Идентичные близнецы развиваются из одной оплодотворенной яйцеклетки, которая случайно распадается на две, а вот близнецы разного пола появляются, когда две яйцеклетки освобождаются и оплодотворяются. Но причина происходящего оставалась загадкой на протяжении многих лет. Теперь ученые наконец узнали, почему рождение близнецов эволюционно обоснованно.
Очень талантливые братья-близнецы – танцоры Les Twins
Близнецы — дети, рожденные от одной матери, внутриутробное развитие которых проходило в течение одной беременности. Близнецы появляются на свет в результате одних родов через непродолжительное время друг за другом.
Что науке известно о близнецах?
Начиная с выхода знаменитой книги Майкла Балмера 1970 года о биологии близнецов у Homo Sapiens, биологи задавались вопросом о том, благоприятствовал ли естественный отбор двойной овуляции или, подобно идентичным близнецам, появление двойняшек разного пола – результат случайности. Напомню, что двойная овуляция означает, что из яичника выходит две яйцеклетки за один цикл.
Как пишут авторы нового исследования в The Conversation, на первый взгляд это кажется маловероятным. Расщепление эмбриона, в результате которого образуются однояйцевые близнецы, не передается по наследству, а частота возникновения однояйцовых близнецов не зависит от других аспектов человеческой биологии. Это кажется случайным во всех смыслах этого слова, тем не менее, исследователи полагают, что многоплодие генетически обусловлено.
Знаменитые близняшки Сан-Франциско Вивьен и Мерием Браун
В работе, опубликованной в журнале Nature Ecology & Evolution, ученые использовали компьютерное моделирование, чтобы попытаться объяснить, почему естественный отбор благоприятствует выпуску двух яйцеклеток, несмотря на низкую выживаемость близнецов и риск рождения близнецов для матерей. В человеческих популяциях без доступа к медицинской помощи, рождение близнецов, по-видимому, приносит мало пользы. Близнецы чаще умирают в детстве, чем одинокие дети, а у матерей близнецов риск умереть во время родов значительно выше.
Как и другие человекоподобные обезьяны, женщины, по-видимому, устроены таким образом, чтобы рожать по одному ребенку за раз. Но если появление близнецов на свет обходится такой ценой, то почему эволюция до сих пор это не устранила? Парадоксально, но в популяциях с высокой фертильностью у матерей близнецов чаще больше потомства к концу жизни, чем у других матерей. Это говорит о том, что рождение близнецов может иметь эволюционное преимущество, по крайней мере для матерей.
Хотите всегда быть в курсе последних открытий из мира высоких технологий? Подписывайтесь на наш канал в Google News, чтобы не пропустить ничего интересного!
Почему близнецов так мало?
В ходе исследования ученые построили имитационные и математические модели, основанные на данных о выживаемости матери, ребенка и плода из реальных популяций. Это позволило им сделать нечто совершенно невозможное: во время моделирования они могли контролировать процесс овуляции одной или двумя яйцеклетками во время циклов.
Астронавты Скотт и Марк Келли – единственные близнецы, которые побывали в космосе
Исследователи также смоделировали различные стратегии, где переключали женщин с овуляции одной яйцеклетки на овуляцию двух в разном возрасте. Затем авторы работы сравнили количество выживших детей у женщин с различными формами овуляции. Результаты компьютерного моделирования показали, что у женщин, которые перешли от одинарной овуляции к двойной в возрасте до 25 лет, было больше детей, чем у тех, кто всегда выпускал одну яйцеклетку или всегда выпускал две яйцеклетки. Как пишут в работе авторы статьи, полученные данные говорят о том, что с возрастом естественный отбор благоприятствует бессознательному переключению с одинарной овуляции на двойную. Но почему это происходит?
Причина, по которой такой переход выгоден, заключается в выживании плода – вероятность того, что оплодотворенная яйцеклетка приведет к рождению ребенка быстро уменьшается с возрастом женщины. Таким образом, переход к выпуску двух яйцеклеток увеличивает вероятность того, что хотя бы одна из них приведет к рождению. Еще больше статей о загадках природы и мире, в котором мы живем, читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен. Там выходят статьи, которых нет на сайте!
Невозможное возможно: близнецы в мире животных
Близнецы рождаются не только у людей, но и у животных. Проблема лишь в том, что тема эта изучена пока недостаточно, она чаще основывается на предположениях, чем на реальных фактах.
Близнецы: кто они такие
Механизм зарождения, внутриутробного развития и рождения однояйцовых близнецов одинаков что у человека, что у животных. Другое дело, что пока до конца так и неясны причины, по которым клетки одного яйца разделяются в дроблении и становятся самостоятельными эмбрионами. Это может произойти как на этапе первичного дробления, так и значительно позже — даже когда эмбрион дорастает до нескольких сотен клеток.
Чаще всего зигота разделяется на автономные эмбрионы на этапе первичного дробления
Суть же в том, что два и более зародыша берут начало из одной яйцеклетки (зиготы), оплодотворённой одним сперматозоидом. Отсюда и однополость близнецов, и их потрясающая внешняя похожесть, и поведенческие совпадения, и, что более важно, глубокое внутреннее сходство на уровне генотипа.
Можно ли искусственно, в лабораторных условиях, получить близнецов из одной зиготы? Да, и учёные неоднократно ставили такие эксперименты. Важно не упустить момент первичного дробления, чтобы осторожно разделить яйцеклетку на две половинки и поместить их для развития в комфортную питательную среду. Попытки насильственного разделения зиготы на более поздних этапах успехом пока не увенчались, хотя, повторимся, в природе такие случаи нередки.
Но зигота может разделиться и не полностью. Нет достоверной статистики по поводу того, как часто это случается, но всем нам известны примеры четырёхлапых гусей и шестиногих телят, двухвостых рыб и осликов, самых разных животных с двумя головами. Такие особи рождаются как раз по причине неполного разделения яйцеклетки на автономные эмбрионы. Многие из них оказываются вполне жизнеспособными: не умирают вскоре после рождения, а доживают до полноценной зрелости. Во все времена такие животные считались уродцами, привлекали повышенное внимание, а иногда и вызывают у людей мистический ужас.
Змея с двумя головами была обнаружена в Узбекистане: длина рептилии достигала 30 см, а языки в обеих пастях двигались синхронно
Скорее всего, реальный прототип был и у двуглавого орла, впервые появившегося на гербе Византии, а позднее перекочевавшего и на герб Российской империи. А прототипами мифических многоглавых драконов, вполне возможно, стали двух- и трёхглавые рептилии (змеи, ящерицы, черепахи): у этих животных подобные явления наиболее распространены.
Интересно, что примерно четверть монозиготных близнецов являются зеркальными отображениями друг друга, внешними и внутренними копиями «с точностью до наоборот». Учёные считают, что такие зеркальные пары образуются при разделении яйцеклетки не на первичном, а на более позднем этапе.
Среди каких животных рождаются близнецы
Близнецов можно назвать естественными клонами, ведь из одной зиготы могут выйти два, три и более самостоятельных особей, наборы генов которых будут идентичными. Чаще всего такие явления происходят у организмов не самого высокого уровня, но особенно часто — у паразитов, для которых жизненно важно сохранение вида в непростых условиях.
Насекомые-паразиты наездники отличаются потрясающей способностью к естественному клонированию. Самки этих перепончатокрылых внедряют свои яйца в личинки других насекомых, на которых и паразитируют в дальнейшем. Так вот, из одного отложенного яйца у некоторых видов наездников теоретически может развиться до полутора тысяч близнецов! Конечно, на практике такого никогда не получается из-за нехватки питательных веществ и прочих необходимых условий — но потенциал, согласитесь, впечатляет.
Если же говорить о более высокоорганизованных животных, то здесь ситуация складывается по-разному. У птиц, например, случаи появления, а тем более выживания близнецов крайне редки, хотя наблюдать те же куриные яйца с двумя желтками каждому из них доводилось не однажды. Но зафиксированы лишь считаные эпизоды, когда из одного яйца вылупливались двое цыплят — они были очень маленькими; их практически никогда не удавалось спасти даже при самом тщательном уходе. Сомнительно, что в дикой природе ослабленные птенцы-близнецы способны выжить.
Эти чудесные попугайчики — вовсе не близнецы, а их сходство объясняется принадлежностью к одному виду
Похожие ситуации у рыб, земноводных и пресмыкающихся объясняются тем, что их эмбрионы ограничены в возможностях развития питательными припасами яйца или икринки. А того, что хватит для роста одного зародыша, для двоих уже будет совершенно недостаточно. «Недокормленные» на этапе эмбрионального развития особи будут однозначно отсеяны в процессе жёсткого естественного отбора. Шансы на выживание есть разве что у «полублизнецов»: двуглавых змеек и прочих уродцев.
Совершенно иначе развивается зародыш у млекопитающих — он получает питание через плаценту от организма матери, что даёт близнецам значительно больше надежд появиться на свет. Впрочем, и здесь всё не слишком радужно, даже если исходить из аналогий с человеческой беременностью, которая по понятным причинам исследована значительно лучше.
Биологи предполагают, что у млекопитающих появляется на свет только каждый восьмой, а то и каждый десятый из возможных близнецов — остальные бесследно исчезают ещё на ранних стадиях беременности: происходят либо микровыкидыши, либо абсорбирование эмбриона материнским организмом, а иногда и поглощение одного зародыша близнеца другим, более сильным.
Нужно понимать, что у мелких видов млекопитающих распространены многоплодные беременности, а у более крупных, кроме кошачьих и псовых хищников, — одноплодные. Если в первом случае очень сложно систематизировать случаи рождения близнецов, то во втором они всё же более наглядны. Чаще всего мы можем наблюдать такие примеры у крупных копытных — но и здесь без специального исследования нельзя утверждать, что два детёныша, например, слонихи являются монозиготными близнецами, а не двойняшками.
Только генетическое исследование может внести ясность, кто эти слонята: близнецы или двойняшками?
Впрочем, природа — большая любительница подбрасывать нам сюрпризы и загадки. Что касается темы близнецов, то здесь нельзя не упомянуть таких потрясающих животных, как броненосцы. Для этих удивительных во всех отношениях латиноамериканских млекопитающих рождение близнецов — не случайность, а закономерность.
Броненосцам свойственна полиэмбриония: у самки перед спариванием созревает только одна яйцеклетка, которая после оплодотворения разделяется на несколько эмбрионов. Максимально известная численность одного приплода у этих животных — двенадцать детёнышей: все они — близнецы, и все, конечно, только одного пола.
У самки броненосца могут родиться только близнецы
Рождаются ли близнецы у кошек и собак
На обывательском уровне обычно происходит подмена понятий или некоторая путаница по поводу животных-близнецов. В интернете можно найти огромное количество милых фотографий с очень похожими зверюшками, которые выдаются за близнецов. Но точно не стоит путать идентичность на генном уровне с банальным совпадением видовых или породных признаков.
Как ни странно, подобные заблуждения чаще всего касаются самых популярных домашних любимцев: кошек и собак. И те и другие питомцы многоплодны: для многих пород собак, например, не является редкостью рождение десяти и более щенков в одном помёте. Но можно ли всех их считать близнецами? Конечно, нет, даже если малыши очень похожи между собой.
Белые разноглазые кошки-сестрички Ирисс и Абисс живут в Санкт-Петербурге; хозяева считают их близняшками, но ДНК-тест отчего-то не делают
Породники, практикующие линейное разведение, считают детёнышей-«клонов» своей удачей, подтверждением правильно выбранной родительской пары. Но стабильность помёта, проявляющаяся в единообразии фенотипа детёнышей, вовсе не является свидетельством того, что все они близнецы. Достоверным подтверждением этому факту может стать только анализ ДНК — он должен показать генную идентичность однопомётников-близнецов.
В изучении темы животных-близнецов предстоит ещё немало ярких открытий. Как знать, возможно, они помогут учёным по-новому оценить многие вопросы потрясающе интересной науки генетики.