В природе двуродительская забота относительно редка, такая забота возникает, когда родители мужского и женского пола сотрудничают, чтобы обеспечить уход за своим совместным потомством. Эволюционно она неоднократно развивалась у птиц, млекопитающих, рыб, амфибий и насекомых, но чаще потомство выкармливает и воспитывает один из родителей, преимущественно это самки. Несмотря на обширный объем теоретической и эмпирической литературы о биродительском сотрудничестве, до сих пор неясно, живут ли потомки одинаково, лучше или хуже при получении ухода от двух родителей по сравнению с одним.
Экспериментальные доказательства синергетического воздействия на приспособленность потомства опубликованы в научном журнале Королевского общества Великобритании. Исследователи попытались ответить на вопрос - почему некоторые виды предпочитают роль заботливого родителя для приспособляемости и выживания потомства при этом жертвуя с точки зрения потерянных возможностей размножения в длинный брачный сезон.
Тем не менее, когда два родителя сотрудничают в воспитании своего потомства, неизбежно возникает конфликт по поводу того, какой каждый из них должен вносить вклад в заботу о совместных детях.
Это связано с тем, что польза от ухода каждого родителя зависит от общих усилий двоих, тогда как защита потомства и внимание к нему зависит от личных усилий отдельно каждого из них.
Таким образом, двухсторонняя родительская забота обеспечивает отличную модельную систему для исследования баланса между сотрудничеством и конфликтом между двумя неродственными индивидами разного пола.
Из-за этого сексуального конфликта каждый родитель находится перед выбором, например снизить свои личные издержки, переложив как можно большую часть рабочей нагрузки на своего партнера. Это может привести к тому, что выводок будет хуже вскормлен, когда за ним ухаживают два родителя, чем одним родителем, с одной стороны. С другой, потомство может быть лучше с двумя родителями, то есть синергетичнее. Это называется взаимодополняемостью, когда родители мужского и женского пола специализируются на разных задачах во время ухода.
Согласно этому сценарию, общее благотворное влияние совместных усилий двух родителей на производительность потомства превышает сумму благотворных эффектов каждого отдельного родителя, когда они обеспечивают уход отдельно. Поскольку сексуальный конфликт и взаимодополняемость не являются взаимоисключающими, вполне вероятно, что в большинстве систем существует баланс между сотрудничеством и конфликтом.
Исследователи Эдинбургского университета Великобритании решили устранить этот фундаментальный пробел в эволюционном понимании двуродительской заботы, используя экспериментальный лабораторный подход. Они сравнивали поведение родителей и производительность потомства, когда два родителя работали вместе (двухродительское) и когда они работали отдельно (однородительское) выкармливание.
Они провели прямое сравнение между выращиванием со стороны родителей и суммой вклада самцов и самок в однородительское воспитание, сохранив постоянным количество ресурсов и количество потомства (т.е. потенциальную рабочую нагрузку) на одного родителя.
Для своего эксперимента ученые взяли вид Nicrophorus vespilloides (жук-погребец), так как у этого вида встречается как двуродительское, так и одиночное отдельно мужское и женское воспитание и защита потомства. Также выбор вида был основан на том, что эти жуки размножаются на тушах мелких позвоночных, которые являются единственным источником пищи для родителей и развивающихся личинок, что позволило сохранить неизменность ресурсов как для родителей одиночек, так и для пар.
И важное - третье условие, жуки этого вида не различают собственных личинок и неродственных личинок. В эксперименте участвовали 30 личинок, которых выкармливали два родителя и по15 личинок однородительского вскармливания.
Именно у этих жуков проявились убедительные доказательства их сексуального конфликта из-за ухода, а также половые различия в уходе. Таким образом, потенциал как для конфликта, так и для комплементарности делает этот вид отличной системой исследования для изучения того, одинаково ли потомство чувствует себя, лучше или хуже с двумя родителями, работающими вместе, или с одним родителем, работающим в одиночку.
Двуродительский уход у жуков этого вида является очень сложным. Как только туша найдена, родители закапывают ее в почву, удаляют мех или перья, откладывают антимикробные выделения на ее поверхность и затем откладывают яйца вокруг нее через 24часа - 48 часов после спаривания.
Когда личинки вылупляются из яиц примерно через 60 часов, они подкрадываются к туше и начинают питаться в кратере, созданном родителями на вершине туши.
Личинки могут самостоятельно питаться, но родители также обеспечивают личинок предварительно переваренной падалью. Имеются некоторые данные о половых различиях в родительской заботе, когда самки тратят больше времени на обеспечение личинок пищей и остаются на туше дольше, чем самцы.
Личинки рассеиваются от туши примерно через 5 дней после вылупления, что соответствует окончанию периода родительской опеки. Они окукливаются примерно через 10-12 дней после рассеивания и закрываются как взрослые примерно через 10-12 дней после окукливания.
Родители убивают любые личинки, которые оказываются на туше до того, как их потомство вылупится из яиц. Учитывая это, ученые подкладывали родителям выводок только после того, как их собственные личинки появились на свет. Они не смогли обеспечить экспериментальными выводками всех родителей, потому что были ограничены количеством личинок, которые вылуплялись одновременно.
Таким образом, их окончательные размеры выборки были – 40 жуков для двухродительской обработки, когда оба родителя ухаживали за выводком из 30 личинок и 49 для однородительской обработки, где самец и самка ухаживали отдельно за двумя выводками из 15 личинок.
Они провели поведенческие наблюдения, чтобы сравнить объем ухода, который родители мужского и женского пола оказывали своему потомству в двухродительских методах выхаживания.
В эксперименте фиксировали количество случаев, в которых самка провела больше времени на туше, обеспечивая непосредственный уход, определяемый как предоставление пищи или взаимодействие с личинками. А также был изучен косвенный уход, определяемый как охрана или содержание туши, которой питается выводок.
Основываясь на наблюдении, когда родитель присутствовал на туше, можно было оценить продолжительность ухода со стороны каждого из них. На стадии рассеивания записывалось количество выживших личинок и измерялась общая масса расплода, чтобы рассчитать среднюю личиночную массу в каждом выводке.
В эксперименте использовали линейные модели (оценивались - средняя масса личинок при рассеивании, изменении родительской массы и продолжительность жизни родителя после размножения).
Расчёт суммы мужских и женских вкладов был произведён по следующим переменным: объем прямого и косвенного ухода, продолжительность ухода, массовое изменение каждого родителя, размер расплода при расселении и количестве потомства, дожившего до зрелого возраста.
В результате самки набирали больше массы, а самцы набирали меньшую массу, когда два родителя работали вместе, по сравнению с тем, когда они работали отдельно.
При этом, личинки, выращенные родителями, которые работали вместе, были крупнее в конце периода родительской опеки, чем личинки, выращенные родителями, которые работали в одиночку.
В дополнение к более высокой личиночной массе, потомство, выращенное обоими родителями, имело более высокую выживаемость до зрелого возраста, чем потомство, воспитанное одним родителем.
В целом, исследование показывает, что потомство лучше себя чувствует в выводках с двумя родителями несмотря на то, что один из родителей обеспечивает меньший уход (в данном случае самец). Эти результаты противоречат предположению, что сексуальный конфликт между родителями снижает приспособленность потомства, заставляя родителей удерживать родительские инвестиции (для будущего размножения).
Эти синергетические преимущества ухода за потомством были очевидны до независимости потомства (т.е. личиночной массы) и сохранялись после независимости (т.е. выживания до взрослой жизни). Масса личинки на стадии рассеивания является критически важным компонентом приспособленности у этого вида.
Таким образом, полученные результаты могут дать ценную информацию об условиях, которые могут способствовать эволюции двуродительской опеки.
В природе существует огромное количество видов взаимоотношений, так, например, австралийские короткохвосты образуют семью на всю жизнь и известны своей верностью одному партнеру. Когда ящерицы официально скрепляет свой союз спариванием, эти двое будут каждый сезон искать друг друга примерно в течение 20 лет. Когда один из партнеров умирает, его вторая половинка остается у мертвого тела несколько дней, нежно подталкивая его, словно пытаясь воскресить.
А вот морские коньки каждое утро приветствуют друг друга уникальным танцем, во время которого меняют свой цвет. Пара совершает вместе потрясающие по красоте пируэты, а затем расходится на остаток дня по своим делам. Встречаясь на закате, пара повторяет приветствия. Морские коньки моногамны и образуют пару на всю жизнь.
О преданности волчьей пары ходят множества красивых легенд, из которых можно сделать вывод, что проявление их привязанностей зачатую сильнее, чем человеческие. Волк-самец показательно очень трепетно и нежно относится к волчице и своему потомству. Он самозабвенно ухаживает за самкой. Проявление их привязанности многогранны. Они трутся мордами, заигрывают друг с другом совершают брачные игры. И что впечатляет больше всего - разлучить их может только смерть одного из партнёров.
Совы Сипухи также в большинстве случаев создают устойчивые пары на всю жизнь. Прочность их связи зависит от самца, который берет на себя всю инициативу ухаживания. Целый год он выказывает нежные чувства к потенциальной партнерше, которые в брачный период перерастают в любовные игры. Во время высиживания яиц и после их вылупления самец полностью посвящает себя обеспечению своей семьи пропитанием. Эти примеры из жизни животного мира могут многому научить человека.