Ткач и медоуказчик разоблачили фокусы кукушат

Кукушата обычно появляются на свет немного раньше птенцов хозяйки гнезда. Кроме того, приживалы рождаются на удивление хорошо развитыми. Всё это позволяет захватчикам выкинуть из "домика" на землю своих сводных братьев и сестёр, чтобы остаться единственной заботой обманутой родительницы. Как кукушкам удаётся такой трюк с ускоренным развитием, до нынешнего момента было неизвестно.

Секрет яиц кукушки удалось раскрыть в ходе исследования, возглавленного Тимом Биркхэдом (Tim Birkhead) из университета Шеффилда. В работе также приняли участие соотечественники профессора и его коллеги из ЮАР, Чехии, Венгрии и Германии.

Биологи анализировали только что отложенные яйца четырёх видов птиц: двух кукушек – обыкновенной (Cuculus canorus) и африканской (Cuculus gularis), большого медоуказчика (Indicator indicator) и кукушкового ткача (Anomalospiza imberbis). Все они подкидывают свои яйца в чужие гнёзда.

Если приёмная мать не выкидывает яйцо кукушки сразу, вылупившиеся кукушата не просто попадают в число птенцов, пестуемых новой "мамой", но очень часто губят "аборигенов" всех до единого.

Тем самым нахальные приёмыши монополизируют право на родительскую заботу несчастной птицы: кукушата забирают всю приносимую ею пищу (фото с сайта bbc.co.uk).

Две первые кукушки и медоуказчик обладают интервалом кладки в 48 часов, а у ткача он равен 24 часам. Рассмотрев зародыши под микроскопом, орнитологи обнаружили, что у первых трёх видов эмбрион находился на довольно продвинутой стадии роста, а у Anomalospiza imberbis — на вполне обычной. Это послужило базой для дальнейших рассуждений и опытов.

Тут следует сделать небольшой экскурс в прошлое. О том, что эмбрионы кукушек на момент кладки яиц развиты сильнее соперников было известно ещё в XVIII веке. Со слов Биркхэда, этому обстоятельству очень удивлялись коллекционеры яиц и естествоиспытатели, изучавшие пернатых.

В 1802 году учёные выдвинули предположение, что тайна кукушки заключается во внутренней инкубации. Но принять и дотошно проверить эту версию биологи за два столетия как-то не удосужились.

"Для многих казалось крайне маловероятным, что кукушки или любые другие птицы смогут удерживать яйца в себе, когда те уже готовы быть отложенными", — заявил Биркхед. Однако у кукушек всё именно так и есть.

Тим Биркхэд – автор и редактор нескольких популярных книг по эволюции и зоологии, преподаватель и лектор (иллюстрации с сайтов dolectures.com, sheffield.ac.uk).

У большинства видов птиц кладка яйца происходит через сутки после овуляции и оплодотворения яйцеклетки. Эмбрион начинает развитие через шесть часов после оплодотворения и к моменту появления готового яйца на свет содержит 10 тысяч клеток.

Это немного. Лишь через двое суток высиживания растущий внутри яйца организм наконец можно заметить невооружённым глазом, если, конечно, вскрыть оболочку.

Самец кукушки призывает самку (фото O. Mikulica).

Как сообщают исследователи, у кукушек старт бурного развития эмбриона тоже начинается через шесть часов. И аналогично другим мелким птахам к истечению первых суток после оплодотворения полностью завершается формирование яйца — появляются его белок и скорлупа.

Теперь в теории уже можно выполнить кладку. Но кукушка оставляет яйцо в яйцеводе ещё на 24 часа! И в гнездо другой птицы она откладывает яйца, в которых вызревающее потомство уже имеет фору перед птенцами птицы-хозяина.

Чтобы проверить идею с дополнительной инкубацией, учёные имитировали её с яйцами птахи другого вида — зебровой амадины (Taeniopygia guttata). Сразу после кладки биологи поместили яйца в инкубатор, нагретый до внутренней температуры тела птицы. Это 40 градусов Цельсия, одинаковые и для кукушки, и для амадины.

По окончании инкубации выяснилось, что эмбрион птахи находится на той же стадии, что и эмбрион кукушки, но только на момент кладки. Это вряд ли было совпадением.

Зародышевые диски (сверху вниз) обыкновенной кукушки на момент откладывания яйца, зебровой амадины, тоже в момент кладки и снова амадины, но после 24 часов инкубации при температуре тела. Хорошо видно совпадение стадии развития в первом и третьем случаях (фото T. R. Birkhead et al./Royal Society Proceedings B).

Поскольку во время высиживания в гнезде температура яиц упомянутых птах оказывается заметно ниже (она составляет 36 градусов), реальное преимущество птенцов кукушки получается ещё внушительнее. Ведь при 40 градусах темп развития эмбриона выше, чем при 36.

Описанный трюк и приводит к опережению в проклёвывании птенцов, как посчитали орнитологи, равному 31 часу против любых соперников, отложенных в гнездо почти в одно время. А кукушки, понятно, стремятся подкинуть свои яйца сразу после того, как будущая "мачеха" отложит свои, иначе, если опоздание окажется слишком велико, кукушата появятся на свет позже соперников или даже вовсе не дождутся конца высиживания.

И эта тридцатичасовая фора, утверждают биологи, соответствует ранее считавшемуся необъяснимым расхождению между наблюдаемым инкубационным периодом кукушки и тем сроком насиживания, который выходит по расчётам, основанным на массе яйца. (Подробности раскрывает пресс-релиз университета. Также в Royal Society Proceedings B выйдет статья Биркхэда и его коллег.)

Репродуктивная биология – основная область интересов профессора Биркхэда (фото с сайта sheffield.ac.uk).

Итак, из-за "льготной" инкубации яиц в теле самки по прошествии нескольких дней в чужом гнезде птенцы кукушек вылупляются раньше выводка птички-хозяина. Успевая окрепнуть, они без труда избавляются от новорождённых соперников.

Никола Хеммингс (Nicola Hemmings), один из авторов описываемой работы (также из университета Шеффилда), говорит: "Это открытие меняет нашу точку зрения на то, как кукушка эволюционировала, чтобы научиться откладывать яйца в чужие гнёзда. Мы получили некоторое представление о причинах развития этой паразитической стратегии".

Большой медоуказчик (вверху), обитатель Африки, получил такое имя поскольку по поведению этой птахи люди ищут колонии пчёл (медоуказчик питается пчелиными яйцами, куколками и личинками, воском). Внизу: кукушковый ткач, как и медоуказчик, живёт к югу от Сахары. Питается семенами трав, собираясь вне сезона размножения в большие стаи (фотографии Niel Cillie/outdoorphoto.co.za, tanzaniabirds.net).

Учёные поясняют, что раньше ускоренное развитие кукушат внутри яиц, покоящихся в чужом гнезде, рассматривалось биологами как пример адаптации вида к паразитизму. Теперь же авторы исследования делают противоположный вывод.

Не исключено, — рассуждают учёные, — что причину и следствие тут стоит поменять местами: удлинённый период времени между оплодотворением и кладкой послужил предпосылкой для изобретения некоторыми пернатыми стратегии подбрасывания яиц. У кукушек просто имелась к ней предрасположенность.