«Фантастические твари»: животные, которые нас удивили в 2021 году
Кажется, мы готовы к любым неожиданностям в живой природе и нас она уже ничем не удивит — но это до тех пор, пока у нас перед глазами не появится какая-нибудь живая неожиданность. Мы привыкли считать, что у всех зверей самцы несут в геноме мужскую Y-хромосому — и вдруг нам рассказывают про полёвок, у которых в самцовом геноме ни одного «игрека», зато два женских «икса». Мы только привыкли к выдающимся умственным способностям обезьян, попугаев и ворон — и тут мы узнаём про мышей, которые мыслят категориями. Мы привыкли считать хищников суровыми одиночками, которые сближаются с себе подобными только на время размножения — а оказывается, что грозные саблезубые кошки ухаживали за своими больными собратьями. В нашей ежегодной рубрике про фантастических тварей мы собрали животных, которые особенно поразили нас в прошедшем году.
"Х" значит самец
Иллюстрация: Usis / Depositphotos
Начнём с того самого самцового «икса». Нет нужды подробно рассказывать про половые хромосомы у млекопитающих — все про них и так знают. Но из системы XY есть исключения, и одно из них — полёвка Microtus oregoni, обитающая на северо-западе США. Еще в 60-е годы прошлого века было замечено, что у самцов M. oregoni, как полагается, есть две половых хромосомы, а вот у самок — одна. Какое-то время считалось, что самцы несут обычные «икс» и «игрек», а самки только один «икс». Но всё оказалось сложнее. Когда исследователи прочитали половые хромосомы полёвки M. oregoni и сравнили их с половыми хромосомами других полёвок, то оказалось, что и у самцов, и у самок M. oregoni есть только Х-хромосомы: у самцов – две, у самок – одна. Причём в этих «иксах» есть гены, которые у других животных обычно сидят в «игреках».
Наиболее вероятное развитие событий было таким: уже после того, как M. oregoni оформился как самостоятельный вид, Y-хромосома у него исчезла по причине каких-то клеточных процессов. Но исчезла не бесследно — её гены перешли к Х-хромосоме. Мужские гены (от которых зависит, к примеру, формирование семенников) есть как в тех «иксах», которые получают самцы, так и в тех, которые получают самки. Но у самок такие гены неактивны, хотя пока непонятно, что за механизм поддерживает их в спящем состоянии. В свою очередь, самцы M. oregoni получают два «икса», один от матери, второй от отца. Отцовская Х-хромосома у них подавляется полностью и почти во всём теле; отцовский «икс» работает только при формировании сперматозоидов.
На свете есть и другие млекопитающие, которые обходятся без Y-хромосомы — например, слепушонка Ellobius lutescens и несколько видов колючих мышей из Японии. Скорее всего, гены мужского развития у них либо переехали на другие хромосомы, либо сами гены поменялись — всё-таки самцы у этих зверей благополучно живут и без традиционных «игреков».
Дикие ослы спасают от жажды пустынных животных
Одичавший осёл роет водяной колодец.
Фото: Petra Kaczensky / University of Technology Sydney
Люди, которым выпало жить в засушливых местах, без рек и водоёмов, рыли водяные колодцы, из которых потом брали воду все, кто жил вокруг. Точно так же поступают одичавшие ослы и лошади в аризонско-калифорнийской пустыне Сонора: там, где они чуют воду, они выбивают копытами яму глубиной до двух метров, из которой теперь могут пить самые разные животные. Ослиные и лошадиные колодцы действительно делают воду более доступной: если сравнивать с имеющимися ручьями, речками, лужами и т. д., то ослиные колодцы улучшали водоснабжение территории на целых 74 %, что особенно заметно в засуху — в некоторых местах пустыни Сонора колодцы становятся в это время единственным источником воды. И к ним ходят буквально все: на записях с видеокамер, установленных рядом с ослиными и лошадиными водяными ямами в пустыне Сонора, удалось насчитать 57 видов, от перелётных птиц и пекари до пумы и медведя барибала. (Ровно столько же видов приходит и на открытые «естественные» источники воды.) Иногда в ослиных колодцах даже начинали расти деревья, которые обычно можно найти только по берегам рек.
Кстати, точно так же поступают африканские слоны: они тоже делают колодцы, когда становится жарко и обычные наземные источники воды пересыхают, и их колодцы тоже помогают другим животным пережить засушливый сезон.
Морские слизни отращивают новое туловище на старой голове
Морской слизень из рода Элизия, отбросивший собственное тело.
Фото: Sayaka Mitoh / Nara Women’s University
Ящерицы отращивают хвост, который отбросили, чтоб спастись от хищника, тритоны могут отрастить заново откушенную ногу. Но куда там ящерицам и тритонам до морских слизней рода Elysia, которые отбрасывают туловище целиком — их голова потом всё равно отрастит новое. Сотрудники Женского университета Нары случайно заметили, что у одного из лабораторных моллюсков голова отделилась от тела, и, что самое важное, эта отделившаяся голова начала самостоятельно ползать. Спустя несколько часов после того, как она избавилась от туловища, голова начинает поедать водоросли — обычную еду элизий. Рана от оторвавшегося туловища закрывается в течение нескольких дней, и примерно в течение недели начинается регенерация. Примерно за двадцать дней моллюски — точнее, их головы — отращивают себе новое туловище. А вот старое туловище отрастить новую голову не может. Оно может двигаться несколько дней, недель, а то и месяцев, но в конце концов погибает.
Исследователи обнаружили позади головы морских слизней кольцевую бороздку — по ней они отбрасывают туловище. Но вот зачем они так делают, не вполне ясно. Чтобы оторвать голову от тела, у моллюсков уходит несколько часов, то есть это не может быть защитой от хищника (разве что хищник окажется ещё более медлительным, чем элизии). Возможно, слизни таким решительным образом избавляются от паразитов: на отброшенных туловищах некоторых элизий нашли паразитических рачков-копепод. Надо думать, у слизней действительно нет других способов снять их с себя, если они прибегают к усекновению собственной головы.
Вообще говоря, среди животных есть такие, которые могут восстановить себе всё что угодно — это плоские черви планарии и низшие хордовые асцидии. Но и планарии, и асцидии устроены довольно просто; у планарий, например, нет сердца и кровеносной системы вообще (газообмен идёт через кожу, а питательные вещества поступают в клетки тела прямо из кишечника). У морских слизней же есть и сердце, и сосуды, и выделительная система у них сложная, и нервная, и т. д. И это пока что единственный пример того, что довольно сложное животное способно восстановить почти всё тело — не считая головы.
Табачные белокрылки позаимствовали гены у растений
У человека гены передаются от родителей к детям, то есть от одного поколения к другому. Но вот так, чтобы встретиться на улице, пожать друг другу руку и с рукопожатием получить себе в геном один-два гена — такое у нас невозможно. Того же самого мы ждём от других живых существ. На самом же деле такая передача генов, называемая горизонтальным переносом генов, или ГПГ, довольно широко распространена, например, у бактерий. Бактерии могут передавать и принимать чужую ДНК в ходе особого процесса, который называется конъюгацией, или же когда одна клетка поглощает другую, или же просто подбирая из окружающей среды ДНК, оставшуюся от другой клетки. Ген «осваивается» на новом месте и начинает работать на благо нового хозяина. Также горизонтальный перенос генов распространён у архей, хотя его механизмы там другие.
Микробы микробами, но у грибов, растений, животных горизонтального переноса наверняка нет? В конце концов, у нас, то есть у всех эукариот, в клетках есть ядро, и вообще эукариотическая клетка устроена сложнее, чем бактериальная. Однако в последнее время появляется всё больше исследований о том, что у грибов, растений и членистоногих в геноме есть гены, явно позаимствованные у бактерий. Более того, есть пример, когда один сложный многоклеточный организм взял гены у другого сложного многоклеточного. В прошлом году мы узнали, что у нескольких видов табачных белокрылок в геномах есть сугубо растительный ген BtPMaT1, причём он достался им явно не от общего с растениями предка, и другой причины, кроме горизонтального переноса, тут подобрать трудно. Ген BtPMaT1 защищает белокрылок от токсинов, которые они высасывают вместе с растительным соком.
Как именно насекомые сумели встроить растительный ген в свою ДНК, пока неясно. Возможно, свою роль сыграли какие-нибудь вирусы, которые могут встраиваться в клеточную ДНК — правда, тогда придётся предположить, что эти вирусы более или менее нормально чувствовали себя как в растительных, так и в животных клетках, а предположить такое довольно сложно.
Водоползающие гусеницы
По воде бегают клопы водомерки, пауки доломедесы, ловящие рыбу, шлемоносные василиски, некоторые гекконы, поганки. И ещё гусеницы некоторых бабочек. Упав в реку, они не тонут, а довольно быстро двигаются по поверхности воды к берегу. Причём по воде они не идут, а ползут, то есть не переступают лапками, а изгибаются всем телом из стороны в сторону. Одна из гусениц, Acosmetia biguttula, двигается не из стороны в сторону, а бьёт хвостом вверх-вниз.
На воде гусениц держат силы поверхностного натяжения. Вероятно, умение ползать по воде появилось у тех гусениц, которые кормятся на растениях, растущих у воды. Водоползающие гусеницы не утонут, если случайно свалятся в ручей или реку, кроме того, они могут специально падать в воду, чтобы спастись от какого-нибудь хищника; а по воде они ползают достаточно быстро, чтобы не попасться водяным паукам.
Электрические угри охотятся сообща
Электрический угорь вида Electrophorus voltai генерирует электрический разряд напряжением 860 вольт. Теперь представим, что будет, если таких угрей соберётся сотня. Это не сцена из фильма ужасов — коллективную охоту электрических угрей описали в прошлом году в Ecology and Evolution сотрудники Национального института изучения Амазонии и Смитсоновского института. Ещё в 2012 году исследователи увидели в одном из озёр Амазонского бассейна, как около сотни угрей охотились на рыб, сообща загоняя их к мелководью. Было решено изучить получше такое странное поведение угрей. В итоге удалось снять видео, не оставлявшее сомнений в том, что электрические угри могут охотиться вместе.
Около сотни угрей на рассвете или на закате подплывали к берегу, разбивались на группы примерно по десять особей и окружали небольшой косяк мелких рыбёшек. Затем следовал совместный электрический разряд. Вольтаж общего разряда группы угрей исследователи не измеряли, но, надо думать, сила его получается впечатляющей. Угри проделывали такую процедуру до семи раз, и в среднем одна охота занимала около двух часов.
Групповую охоту электрические угри практикуют с июня по ноябрь, когда уровень воды в реках и озёрах падает. В обмелевших водоёмах рыба кучкуется, и её проще добывать, так сказать, оптом. Возможно, угри запоминают товарищей по охоте, собираясь каждый раз одним и тем же отрядом, но так это или не так, предстоит ещё проверить.
Культурные попугаи
Какаду и мусорный бак.
Фото: Barbara C. Klump / MPI of Animal Behavior
Чем могут удивить нас попугаи? Мы и так уже знаем, что они отличаются умом и сообразительностью. Тем не менее, вот лишний повод для удивления: в прошлом году исследователи из Института поведения животных Общества Макса Планка опубликовали в Science статью, в которой утверждают, что у больших желтохохлых какаду из Австралии есть зачатки культуры. Культура возникает тогда, когда знания и умения передаются от одного к другому, от поколения в поколение. Повторяя за другими, люди время от времени делают ошибки — невольно или, наоборот, специально. И вот изменённая традиция укрепляется на какой-то территории, в каком-то племени, у какой-то популяции.
Вроде бы именно так всё происходит у больших желтохохлых какаду. Они вполне освоились в городах и пригородах, где научились открывать крышки мусорных баков. И если в 2018 году какаду открывали мусорные баки только в трёх районах, то в 2019 — уже в сорока четырёх. Только в одном отдалённом районе попугаи сами, с нуля научились вскрывать мусорники; в остальных случаях они перенимали навык у других.
При этом разные попугаи делают это немного по-разному. Например, кто-то орудует клювом и лапами, а кто-то — только лапами, кто-то открывает крышку мусорного бака, хватая её за ручку, а кто-то хватает саму крышку за её край. И, что самое главное, чем дальше друг от друга живут попугаи, тем больше у них отличий в том, как они открывают мусорники. Из чего можно сделать вывод, что они не просто показывают друг другу, что мусорный бак можно открыть, но и как именно его можно открыть, и у этого умения на разных территориях появляются культурные особенности.
Впрочем, говорить о «культуре какаду» пока рано. Чтобы точно убедиться в существовании культурных особенностей, нужно показать, что та или иная особенность уникальна для конкретной территории, для конкретной группы птиц. В исследовании ни о какой такой уникальности разных техник открывания мусорного бака речь не идёт, придётся подождать дальнейших наблюдений.
Собаки понимают разницу между случайным и неслучайным
Фото: motortion / Depositphotos
Собачий интеллект нас тоже, в общем-то, не так уж удивляет: собаки всё-таки довольно давно живут бок о бок с человеком, всякого насмотрелись. Но мы вряд ли представляем, насколько умны они могут быть. В прошлом году в Scientific Reports появилась статья о том, что псы отличают преднамеренные действия от случайных. Вообще говоря, чтобы мы могли отличить в чужом поведении случайное от неслучайного, мы должны понимать чужое психическое состояние, должны уметь отдавать себе отчёт в том, что другой человек может не знать что-то, что знаем мы, и наоборот, что у его эмоций есть свои причины, а у поступков — свои мотивы, и т. д. Допустим, кто-то сильно опоздал на встречу. Это могло случайно произойти из-за объективных проблем, из-за пробок на дороге, плохого самочувствия и пр., а могло быть так, что человек сам тянул время, потому что не хотел ни с кем встречаться. И мы, в общем, можем понять, какие именно причины имели место в данном случае, если, конечно, у нас для этого достаточно информации.
Собаки, как оказалось, тоже способны к таким умозаключениям, хотя и в более простых ситуациях. Полусотне псов давали угощение через прозрачный экран. В экране была щель, через которую собака могла просунуть морду и взять корм из рук. Сначала всё так и происходило: псы подходили к щели и получали угощение. Но потом ситуация менялась. В одном случае человек в какой-то момент просто отдёргивал руку и клал угощение перед собой — то есть он сам решал ничего псу не давать. В другом случае он уже был готов дать собаке угощение, но нечаянно ронял его, не донеся до собачьего носа — тут всё происходило случайно, всё-таки по неловкости самого человека. Наконец, в третьем случае щель была слишком узкая, чтобы пёс мог в неё просунуться — тут причина была самая что ни на есть объективная.
Фото: Max-Planck-Gesellschaft
Собаки были в состоянии отличить, когда человек им специально ничего не даёт и когда он готов что-то дать, но у него не получается. Когда пёс сталкивался с тем, что человек сам отдёргивает руку, то потом, когда его снова пытались приманить кормом, он уже дольше думал, стоит ли идти, а то и вообще ложился или садился на пол, где был, и переставал вилять хвостом. Если же пёс видел, что корм ему не дали по случайности или по объективной причине, но человек, в принципе, готов его накормить, то он также охотно подходил к щели.
Конечно, собаки не со стопроцентной вероятностью различали, когда их специально не хотят угостить, а когда человек просто не может дать им угощение. Но, тем не менее, разница в поведении была статистически значимой, то есть собаки отчасти могут прочесть намерения, которыми люди руководствуются в своём поведении.
Мыши мыслят категориями
Иллюстрация: Max Planck Institute of Neurobiology
Да что собаки — даже мыши, пожив рядом с людьми, прибавляют в уме. Дело тут, скорее всего, в том, что человек для животных — один из элементов окружающей среды, и элемент очень непростой. Животным, которые постоянно обитают рядом с людьми, приходится приспосабливаться к человеческому поведению, а поскольку поведение у людей сложное, то и среди животных эволюционное преимущество получают те, кто умнее остальных.
На разных континентах сожительство мышей с людьми началось в разное время — например, индийские мыши живут с людьми дольше, чем мыши в США. В прошлом году в Proceedings of the Royal Society B вышла статья, в которой говорилось, что мыши, которые живут рядом с людьми примерно 3000 лет, соображают во всех смыслах хуже, чем те, которые живут с людьми около 11 000 лет. Мыши, которые долго жили рядом с человеком, лучше справляются с нестандартными задачами, лучше чувствуют себя, оказавшись в нестандартной ситуации, и т. д. — они лучше приспособлены к жизни рядом с таким непростым соседом, как человек.
Может, и категориальное мышление у мышей появилось тоже из-за сожительства с людьми. О том, как мыши мыслят категориями, мы узнали из статьи в Nature: в эксперименте мышам показывали картинки с чередующимися полосами, и мышам надо было классифицировать полосатые узоры в соответствии с определённым правилом. Например, одна группы мышей должна была оценить полосы по их толщине, а другая группа мышей оценивала полосы по их ориентации. Сначала мышей учили вычленять общий признак, как обычно — с помощью угощения за правильный ответ. Но потом им показывали полосатые картинки, которые они ещё не видели — и мыши успешно применили усвоенные категории к этим незнакомым картинкам. Более того, когда мышам меняли правила, то они легко переобучались: те, кто прежде сортировали картинки по толщине линий, откладывали старое правило в сторону и начинали сортировать линии по ориентации на рисунке.
В общем, мозг мышей оказался вполне способен к абстрактным операциям, иначе они не смогли бы применить признак толщины или ориентации к разным узорам. Причём, судя по активности их мозга, на разные категории отвечали разные нейроны, и группы категориальных нейронов формировались постепенно, по мере того, как мыши учились видеть общее в разных рисунках.
Вообще говоря, категориальное мышление среди животных не такая уж исключительная штука. Например, мы как-то уже рассказывали, что среди птиц умение манипулировать признаками, оторванными от конкретного предмета, есть не только у ворон, которые и так известны своим интеллектом, но и у утят. И раз среди зверей категории доступны мышиному мозгу, то можно с определённой уверенностью заключить, что мыслить категориями могут и другие группы млекопитающие, которые считаются эволюционно более развитыми.
Каракатицы умеют ждать ради выгоды
Фото: Richard / Flickr.com
А вот пример «беспозвоночного» интеллекта: каракатицы вполне способны смирить свои желания, зная, что в перспективе их ждёт больший выигрыш. В этом смысле они похожи на нас: мы ведь часто отказываемся от небольшой немедленной выгоды в пользу выгоды гораздо более крупной, но которая придёт к нам спустя какое-то время. Теоретически любой человек понимает преимущества отложенной выгоды, хотя на практике не каждый может и хочет терпеть до «светлого будущего».
В эксперименте лекарственным каракатицам (Sepia officinalis) предлагали не очень вкусную еду, которую они могли либо сразу схватить, либо подождать и получить более вкусное угощение. Каракатицы были способны ждать до 130 секунд, хотя такую выдержку демонстрировали не все и не всегда: чем больше времени проходило, тем больше была вероятность, что каракатица схватит невкусную еду. В целом головоногие моллюски (то есть осьминоги, кальмары, каракатицы и некоторые другие) известны выдающимися умственными способностями, так что от них можно было ожидать развитого умения взвешивать большую и меньшую выгоду и умения владеть собой.
Краснорукие тамарины имитируют чужой акцент
Чужака можно узнать по тому, как он говорит — даже если мы с ним говорим на одном языке, его произношение будет отличаться от нашего. Чтобы стать своим, лучше выучить язык и произношение тех, на чью территорию ты пришёл.
Точно так же обстоят дела у южноамериканских красноруких тамаринов. Они широко распространены по северо-востоку Амазонии, местами встречаясь с пегими тамаринами. Как у многих приматов, тамарины общаются разнообразными звуками, и сигналы эти у разных видов имеют свои особенности. Когда краснорукий тамарин заходит на территорию пегих, у него меняется голос — они имитирует позывные пегого тамарина. Всё выглядит так, как будто краснорукие тамарины имитируют акцент пегих, и делают они это только там, где могут встретиться с пегими. А вот пегие тамарины ничего не имитируют, когда заходят на территорию красноруких. Возможно, всё дело в том, что краснорукие вообще более говорливы и обладают более широкими голосовыми возможностями, поэтому им легче перенять чужое произношение.
Оба вида похожи образом жизни и питаются одной пищей. То есть друг для друга они конкуренты, и визиты на чужую территорию должны заканчиваться агрессивными стычками. Можно предположить, что имитируя акцент соседей, краснорукие тамарины снижают градус агрессивности. Голос красноруких тамаринов всё равно можно узнать, но подстраиваясь под чужое произношение они, вероятно, стараются, чтобы их лучше понимали — с чужим акцентом им легче объяснить, что они зашли с мирными намерениями, а не для того, чтобы захватить территорию. Впрочем, пока что это в большей степени только гипотезы: действительно ли акцент позволяет снижать градус напряжённости в общении между двумя видами, станет ясно только после новых наблюдений.
Саблезубые кошки заботились о своих больных
У современных кошек настоящая социальность выражена слабо, разве что у львов. Но в прошлом была одна группа кошек, которые, по-видимому, жили довольно дружно — это саблезубые смилодоны. Напрямую узнать, какая у них была социальная жизнь, мы, естественно, не можем, но зато можем внимательно присмотреться к их останкам. Их тазовые кости часто выглядят поражёнными болезнью, и до сих пор считалось, что это следствие травм и инфекций, связанных с охотой. Однако сотрудники Музея естественной истории Лос-Анджелеса изучили кости смилодонов с помощью новейших медицинских технологий и пришли к выводу, что костные дефекты смилодонов на самом деле представляют собой результат так называемой дисплазии тазобедренного сустава.
Эта врождённая патология встречается как у людей, так и у животных, но люди могут пересадить сустав, да и домашним животным можно сделать такую операцию. Смилодоны же были дикими хищниками, которым постоянно приходилось напрягать все свои суставы, и особенно тазобедренный. Костные дефекты, указывающие на дисплазию, встречаются в останках вполне взрослых животных. По мнению авторов работы, всё это говорит о том, что смилодоны заботились о тех, кто не мог полноценно охотиться — потому что в противном случае особи с дисплазией не смогли бы дорасти до взрослого состояния.
Вообще на останках смилодонов находят следы, указывающие на зажившие раны, причём эти раны должны были быть очень серьёзными. Охотиться и вообще вести активную жизнь с такими ранами смилодоны вряд ли могли, но раз они поправились, значит, им кто-то не дал умереть от голода.
Съедобные крылья любви
Таракан Salganea taiwanensis со съеденными крыльями и с нормальными.
Фото: Ethology, 2021
И напоследок о любви. У тараканов Salganea taiwanensis есть странный любовный ритуал: после спаривания они начинают есть крылья друг друга. Ну, не совсем друг друга: крылья ест только кто-то один из пары, причём он (или она) может в какой-то момент остановиться, а может съесть крылья целиком.
Тараканы Salganea taiwanensis — исключительные моногамы. То, что они делают, это на самом деле груминг партнёра, когда животные, связанные социальными отношениями, чистят друг другу шерсть, кожу, перья, или экзоскелет. На тараканах, как и на многих насекомых, живут паразитические клещи и плесневые грибки. Таракан, съедая крылья, избавляет партнёра от того и другого, помогая ему оставаться здоровым и готовым к размножению.