Любовь, смерть и кортизол. Как и почему животные умирают после спаривания

Немного терминологии

Для начала разберемся в терминах и классификации поведения. В зависимости от вида погибать могут либо только самцы, либо все взрослые особи (в таком случае самцы и самки умирают с некоторой разницей во времени, ведь самкам нужно успеть сформировать кладку и хоть как-то, но обеспечить потомству безопасность и питание).

Есть не так много причин, по которым массовое вымирание части или всей взрослой популяции может быть выгодным процессом, однако иногда такая стратегия несет больше пользы, чем вреда.

В первую очередь один из участников процесса — чаще всего самец — может предоставить другому питательную среду, белковый коктейль, помогающий отложить яйца или выносить и родить потомство. Это называется репродуктивным каннибализмом, и самым ярким примером такого поведения служит убийство самкой самца богомола. Обычно у видов, которым свойственен такой каннибализм, ярко выражен половой диморфизм и самки крупнее и сильнее самца. Помимо пищевой поддержки, репродуктивный каннибализм может быть и своеобразным фейсконтролем: самка съедает того самца, спаривание с которым «считает» неэффективным. Возможно, самец, который меньше средних размеров, выглядит больным или его феромоны на что-то намекают самке, и она, «понимая», что от самца не получить здорового потомства, его съедает.

Вторая причина вымирания — это освобождение места в случае, когда в окружающей среде не так уж много питательных веществ, а самой территории едва хватает на полную популяцию. Для маленьких и хрупких групп это действительно может быть вполне логичным решением.

Наконец, есть и третья причина: ни потомству, ни эволюционному процессу участники спаривания больше не нужны — у них была какая-то конкретная задача, и они ее выполнили. В таком случае гибель «бесполезных» членов популяции снижает давление на остальных. Давайте разберемся с каждой из причин по отдельности.

Обед по расписанию

Спаривание — энергетически затратный процесс, не говоря уже о процессе откладывания яиц или вынашивания плода и деторождения для живородящих видов (кстати, счастье «рожать» детенышей доступно не только млекопитающим, как можно было бы подумать, но и многим другим, менее «развитым» видам). Кроме того, довольно часто самка продолжает заботиться о яйцах после формирования кладки, а это значит, что отойти и поискать что-то на обед самостоятельно у нее не получится.

Поэтому у очень многих видов процветает репродуктивный каннибализм: самец предоставляет самке себя в подарок — белковый обед, поддерживающий организм. Такая ситуация наблюдается чаще всего у насекомых и пауков, например у большинства представителей семейства настоящих богомолов (Mantidae). Богомол-самец после спаривания становится жертвой именно потому, что самке нужно как можно больше полезной пищи. Богомолы — хищники, а самка в среднем крупнее самца, так что побороть и съесть партнера для нее не проблема. Стоит, впрочем, отметить, что не все самцы падают жертвой любви.

Стратегии для выживания богомолы выбирают разные: кто-то очень аккуратно подкрадывается к самке, кто-то приносит ей заранее пойманный подарок в качестве угощения, чтобы задобрить ее, а кто-то с самкой… дерется. Одно из исследований показало, что в случае, когда самец после спаривания первым начал драку с самкой, его шансы на выживание повышаются до 78% по сравнению с теми, кто не пытался защитить себя!

Иногда драку начинают заранее, но в этом случае совершенно не факт, что спаривание вообще произойдет.

Такой же питательный подарок в виде самого себя делают самке и самцы рода черных вдов (из названия взаимоотношения между полами в целом предельно ясны). Черные, глянцевые, с красными отметинами на брюшке, пауки рода Latrodectus — это хищники, которые ловят жертву и быстро окутывают ее паутиной, впрыскивая нейротоксичный яд латротоксин. К собственному яду у пауков устойчивость, однако самки ядовитее и опаснее самцов, и яда у них больше. Когда дело доходит до размножения, самцы весь свой хищнический нрав теряют: самки чаще всего убивают их прямо во время спаривания. Это позволяет самцу увеличить продолжительность процесса и потенциально оплодотворить больше яиц. Эволюционный профит налицо!

Есть и другие способы повысить собственную продуктивность — снизить чужую. Самцы отдельных видов черных вдов, готовые к гибели, оставляют копулятивный орган в половых путях самки, лишая ее возможности спариться с кем-то еще.

Интересно, что некоторые другие пауки для выживания дарят самке подарок — завернутую в паутину жертву. Отвлекшись на подношение, самка теряет бдительность, и самец может быстро провернуть операцию по размножению и сбежать.

В одном из исследований экспериментаторы обнаружили, что самцов, заявившихся к самке без подарка, съедали в 19% случаев, причем не важно, была ли самка голодна или нет. Любопытно, что среди пауков-дарителей иногда заводятся обманщики, подносящие не жертву, а что-то мало, а то и вовсе несъедобное — семена, например, или вовсе маленькие камушки. Но такое поведение не очень помогает «хорошо» размножаться: самка быстро обнаруживает подмену, и времени на передачу генов остается меньше.

Есть и более изощренные способы спариться и при этом не умереть: пауки вида Pisaurina mira используют для этого собственную паутину. Они… связывают ею ноги самки, лишая ее возможности быстро передвигаться. Та не может ничего сделать с самцом, и он выживает. Радикальный, но действенный способ остаться в живых!

Интересно, что, хотя такой репродуктивный каннибализм свойственен чаще всего самкам, есть несколько видов, у которых поеданием партнера занимается самец. Такое чаще всего случается, когда участвующая в спаривании самка старше среднего по популяции возраста: самцы занимаются «прореживанием» генофонда, попутно добавляя себе в копилку питательных веществ для грядущих спариваний. «Обратный» каннибализм наблюдается у некоторых членистоногих — например, у краба Ovalipes catharus. Крабы ведут себя так по двум причинам: первая — всё тот же голод, а вот вторая куда более любопытная — это своеобразное поведение под названием «Не доставайся же ты никому!»: чем меньше потомства будет у другого самца, тем с большей вероятностью выживет твое собственное потомство.

Не живи и дай жить другим

Горбуши, кижучи и некоторые другие представители семейства лососевых погибают сразу после нереста — причем не только самцы, но и самки. Это характерная черта тихоокеанских лососей, а вот атлантические могут и выжить, чтобы еще раз дать потомство. Считается, что рыбы, возвращающиеся из морей в пресные воды, так сильно устают, что больше не могут жить — и погибают.

Перед тем как отправиться на нерест, в свое последнее путешествие, лососевые нагуливают жир в морских водах, а потом исключительно на нем и плывут до места назначения. Желудок, кишечник и печень лососевых деградируют, так что при всём желании рыбы не смогли бы вернуться к нормальной жизни.

Они не едят и за время путешествия сильно худеют.

Вы наверняка видели кадры, как рыбы прыгают вверх через пороги рек— это, разумеется, физически сложно и требует невероятных затрат энергии. Кроме этого, под конец жизни включаются и молекулярные часы, подавляющие иммунитет лосося, снижающие возможность поддержания гомеостаза и делающие рыбу чувствительной к заболеваниям и внутренним патологическим изменениям. В конце концов у них не остается ни сил, ни возможности жить: их тело перестроилось для последнего дела — размножения, — и перестроиться обратно для обычной жизни рыбы уже не могут.

Отнерестившийся лосось погибает и быстро разлагается, выделяя в окружающую среду органические вещества. Причем иногда тело начинает распадаться еще до смерти рыбы, и таких рыб называют зомби-лососем. В чем смысл такого поведения? Зачем откладывать икру обязательно в пресных водах и почему в процессе эволюции закрепилась именно такая стратегия? Дело в том, что это позволяет лососям вырастить как можно больше новых мальков, обеспечив их как можно большим количеством пищи.

Кроме того, еще одним ответом на этот вопрос может стать ответ «так получилось»: лососевые — это пресноводные рыбы, которые изначально развивались как речные и озерные. И когда их предки стали уходить в более питательные, но соленые моря, им пришлось «придумывать», как совместить желание жить в соленой воде и выращивание исключительно пресноводных мальков. И они придумали именно эту стратегию, которая требует траты всех сил.

Похожее поведение наблюдается у рода сумчатых мышей (Antechinus), населяющих Австралию и остров Тасмания. Механизм их «репродуктивной» смерти очень любопытен: животное, по сути, умирает от стресса. Период спаривания у мышей очень короткий — всего несколько недель, а конкурентов много. За этот ограниченный период самцам нужно успеть и нарастить мышечную массу (чтобы выиграть у других самцов), и сформировать множество сперматозоидов, и всё это не говоря уже о самом процессе спаривания! В связи с этим растет уровень гормона тестостерона.

Когда победивший самец получает возможность спариться, легче не становится: спаривание иногда занимает несколько часов — это нужно для того, чтобы не дать другим самцам возможности участвовать в размножении. Борьба за самку, само спаривание и высочайший уровень тестостерона приводят к тому, что растет и концентрация гормона стресса — кортизола. К концу репродуктивной гонки уровень кортизола зашкаливает. Это вызывает необратимые изменения в организме: кортизол — сильный иммуносупрессор, и в присутствии высокой его концентрации организм не в состоянии справиться даже с простейшей инфекцией.

Так половина популяции — ее мужская часть — вымирает сразу после спаривания, освобождая новым мышатам место, а главное — доступ к пище. Освобождение места — одна из важнейших причин гибели после спаривания, она же наблюдается и у многих бабочек. Например, и самцы, и самки тутового шелкопряда, будучи оформившимися бабочками, занимаются исключительно размножением — даже не питаются. Понятно, что живут они недолго.

Такое поведение наблюдается и у других видов. Например, хамелеоны вида Furcifer labordi достигают взрослых размеров за четыре-пять месяцев, после этого размножаются и массово умирают еще до того, как новые хамелеоны появятся на свет. А у пауков вида Gasteracantha cancriformis самка умирает после откладывания яиц. Спаривание у этих пауков идет до недели, и на него оба партнера тратят все силы. Самец умирает сразу, а самка успевает сплести кокон для кладки.

Массовая гибель взрослых особей снимает нагрузку с окружающей среды и дает возможность молодняку прокормиться: на всех сразу еды просто не хватило бы, и кто-то из детенышей погиб бы. С точки зрения эволюции гибель взрослой особи после размножения выгоднее, чем гибель только что родившегося молодняка, а потому у хамелеонов, по сути, нет другого выбора. Живи быстро, умри молодым!

Пчелиные симулякры

В некоторых случаях самцы изначально нужны лишь для одной цели — оплодотворения. У пчел, например, самцы-трутни даже не несут полного генетического набора: они развиваются из неоплодотворенных яиц и, по сути, не являются настоящими пчелами. Механизм появления таких особей крайне любопытен. Обычно пчелиная матка, откладывая яйца в соты, протискивает в них брюшко. Стенки сот чисто механически сдавливают пчелиную королеву так сильно, что у той открываются канальцы семяприемника, где пчела хранит запасы сперматозоидов. Яйцо, проходя мимо этих запасов, оплодотворяется. Но соты для трутней очень широкие, брюшко пчелы не стимулируется, и потому яйцо выходит не оплодотворенным — сперматозоиды остаются в семяприемнике.

Есть еще один способ возникновения трутней. Иногда, когда матка очень стара или рой вовсе остался без королевы, яйца с будущими трутнями могут откладывать обычные рабочие пчелы — их называют трутовками. Это неправильная ситуация, свидетельствующая о деградации роя, но и такие трутни иногда появляются. Важно тут то, что с самого начала трутней выводят ради одной-единственной цели, и реальной живой и здоровой пчелой они не являются.

Трутни не занимаются никакой другой работой, кроме ожидания момента, когда смогут претендовать на спаривание с королевой улья. Из-за этого у них даже изменено строение тела — вместо стандартного жалящего аппарата на конце брюшка они несут совокупительный, то есть в случае опасности они не в состоянии защитить себя. Даже самостоятельно собирать пыльцу они не могут — их обслуживают пчелы-работницы. Всё ради одной цели — спариться с королевой улья. Спаривание происходит во время полета, при этом непосредственно в передаче сперматозоидов участвуют сразу несколько трутней.

Совокупительный аппарат трутня сразу после копуляции отваливается и остается в самке, а сам трутень погибает, падая на землю.

Остальные трутни выживают (если не становятся жертвами птиц, специально поджидающих свиту пчелиной королевы). Но судьба их незавидна: пчелы, поняв, что работа выполнена и больше смысла в трутнях нет, выгоняют их из улья на верную смерть холодной осенью. И в их гибели, и в гибели оплодотворивших матку трутней есть один-единственный смысл: снять нагрузку на улей. Трутни крупнее стандартных рабочих пчел, больше едят и ничего не делают (не считая, конечно, спаривания). После выполнения своей задачи они могут умереть, а пчелы отправятся ухаживать за новыми яйцами.

Заключение

Как ни грустно признавать, но жизнь циклична: чтобы появилось что-то новое, нужно, чтобы умерло что-то старое. Некоторые виды доводят эту истину до абсолюта, массово вымирая. Так они помогают своему потомству — обеспечивая ли его едой и энергией, или просто освобождая территорию для будущей жизни. Звучит печально, но это всего лишь одна из стратегий, причем не самая распространенная. Остается только порадоваться, что у млекопитающих такая стратегия не в фаворе: само название нашего класса подразумевает необходимость хоть какого-то, но присутствия родителя. Хотя и тут, конечно, есть разные ситуации, правда, обычно речь идет о гибели детенышей, вспомнить хотя бы грызунов.