Птенцы-близнецы • Юлия Михневич • Научная картинка дня на «Элементах» • Орнитология

На фото слева — кладка восточной сиалии (Sialia sialis), американской птицы из семейства дроздовых. В ней четыре небесно-голубых яйца. Справа вы видите пять желторотых птенцов, которые вылупились из этих яиц. Стоп, а почему пять? Обратите внимание на самое крупное яйцо, то, что было справа: в нем развивались близнецы. То, что оба эмбриона выжили и оба птенца успешно вылупились, необыкновенная редкость для птиц, особенно для диких. Почему так получается?

Рассмотрим, как устроено птичье яйцо. Его формирование начинается с того, что оплодотворенная яйцеклетка, содержащая большое количество желтка, начинает постепенно продвигаться из начального отдела яйцевода (у большинства птиц он один, как и яичник) вниз к клоаке. Попутно стенки разных частей яйцевода одевают яйцеклетку в разные оболочки: сначала в желточную, затем в белковую, две подскорлуповых и, наконец, в скорлупу. Желток — это источник питательных веществ для эмбриона, белок — прежде всего источник воды (см. главу «Много шума вокруг белка. Война с микробами» из книги Тима Беркхеда «Самая совершенная вещь на свете»). По мере развития и роста эмбриона часть белка расходуется, пространство между двумя подскорлуповыми оболочками освобождается и заполняется воздухом — формируется воздушная камера. Ближе к моменту вылупления зародыш ориентируется таким образом, чтобы его клюв находился рядом с воздушной камерой. Тогда вылупляющийся птенец сможет пробить подскорлуповую оболочку и сделать свой первый вдох легкими.

А теперь представим, что в яйце развиваются сразу два эмбриона. В нем может быть один или два желтка, но белок всегда один (хотя и несколько больше по массе, чем в случае яйца с одним желтком). И его запасов должно хватить на двоих. Эмбрионы каким-то образом должны удобно разместиться внутри скорлупы и в нужное время сориентироваться клювами в сторону воздушной камеры.

При этом им еще нужно умудриться не стать сиамскими близнецами: такие случаи зарегистрированы у домашних и даже у диких птиц (например, у клинохвостого буревестника), но большинство таких эмбрионов погибают еще на ранних стадиях развития.

Если эмбрионы выжили и не соединились телами или головами в процессе развития, им надо как-то еще вылупиться без посторонней помощи, чтобы при этом желточный мешок ни у кого не порвался. Успех приходит в редких случаях. Так, например, в работе 1953 года сообщается, что из 152 куриных яиц с двойным желтком только в двух эмбрионы дожили до момента вылупления, но только из одного сумели вылупиться птенцы, и то не без помощи ученых. А в исследовании 1940 года около 14% голубиных яиц дожили до стадии вылупления, но ни один птенец не смог вылупиться.

Но успешным вылуплением дело не заканчивается. Близнецы всегда меньше единственного детеныша, и им нужно выдержать конкуренцию за пищу с собратьями. Вот и получается, что близнецы у птиц случаются крайне редко. А тройня — еще реже, и погибает на стадии эмбриона.

А как вообще в яйце могут оказаться близнецы? Есть по крайней мере три варианта: 1) в нормальной оплодотворенной яйцеклетке формируется одна бластодерма (ранняя стадия развития зародыша), но разделяется на две на дальнейших стадиях эмбриогенеза, формируются монозиготные однояйцевые близнецы; 2) на одном желтке формируется две бластодермы, тогда близнецы разные и могут быть разнополыми (бизиготные разнояйцевые); 3) две оплодотворенные яйцеклетки заключаются в одно яйцо, тогда желтков два (близнецы тоже разнояйцевые).

Судя по размерам самого крупного яйца в гнезде восточной сиалии (оно на 11% длиннее и на 12% шире остальных), оно содержало два желтка. Интересно, что близнецы вылупились не последними, после них на свет появился еще один птенец. Прожили близнецы по крайней мере 11 дней: на 11-й день в гнезде было найдено двое мертвых птенцов, но нельзя точно сказать, были ли это те самые близнецы или нет. Птенцы могли погибнуть от голода, не выдержав конкуренции с собратьями, поскольку к восьмому дню после их вылупления самец исчез, и птенцов выкармливала одна самка.

У домашних индеек частота яиц с двойным желтком — 0,87%, у домашних кур — до 2,8%. Среди диких птиц отмечены случаи появления близнецов у 13 видов, помимо уже упомянутой восточной сиалии. Успешно вылупились два птенца из одного яйца у американского чижа и певчей овсянки; не вылупились, но были обнаружены два эмбриона в одном яйце у пингвина Адели, коричневого пересмешника, серой утки, канадской казарки, новозеландского медососа, домового воробья, ястреба-тетеревятника, попугая нестора-кака, сокола сапсана и клинохвостого буревестника (Ardenna pacifica).

В 2010 году было обнаружено невылупившееся яйцо белогорлой зонотрихии с двумя погибшими эмбрионами внутри, впервые за 22 года наблюдений за этим видом в районе биологической станции на озере Крэнберри (Cranberry Lake) в штате Нью-Йорк, США. За это время было собрано более 200 яиц и задокументировано вылупление 1800 птенцов, и среди них не было ни единого близнеца до 2010 года.

Необычное гнездо восточной сиалии запечатлел участник программы по наблюдению за гнездованием диких птиц NestWatch в Пенсильвании, США, в 2013 году. Это проект гражданской науки, и он еще раз доказывает ее важность (см., например, статью Гражданская наука: приглашаются все!). Каждый из вас может внести свой вклад в науку. Интересные факты о птицах записываются в базу данных Зоологического музея МГУ ru-birds.ru либо в международные базы данных ebird.org и inaturalist.org, у них также есть приложения для смартфона. А на сайте zooniverse.org можно пересчитать пингвинов или присоединиться к другому интересному проекту.

Надо сказать, что у рептилий близнецы (и даже тройни) встречаются несколько чаще, чем у птиц: они бывают у черепах, крокодилов, ящериц (см., например, картинку дня Монстр с реки Хила), змей, хамелеонов. У них зарегистрировано также появление сиамских близнецов — такой порок развития называется осевая бифуркация (см. картинку дня Ископаемая двухголовая ящерица). Близнецы рептилий часто выживают после вылупления в неволе.

Фото из статьи R. L. Bailey, G. E. Clark, 2014. Occurrence of twin embryos in the eastern bluebird.

Юлия Михневич

от mejor meta

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *