Риби, що змінюють стать
Більшість хребетних тварин з'являються на світло або самцями, або самками і зберігають даний їм від народження підлогу до кінця своїх днів. Однак з цього правила бувають винятки. Представники цілого ряду видів риб можуть виступати відразу в двох іпостасях, будучи гермафродитами, або міняти свою стать протягом життя, по черзі переживаючи радості і мінливості як жіночої, так і чоловічої долі. Таке явище, що отримало назву послідовного гермафродитизму. Зараз відомо для більш ніж 350 видів риб, більшість з яких живуть на коралових рифах. Це представники сімейств Губанових (Labridae), риб-папуг (Scaridae), групперов (Serranidae), помацентрових (Pomacentridae) і деяких інших.
Самець шішкоголовой риби-папуги (Bolbometopos muricatum)
У багатьох з них все мальки, лупляться з ікринок, - самки. Виростаючи, вони дозрівають, один або кілька разів відкладають ікру, а потім перетворюються в самців і знову беруть участь в розмноженні. Така форма послідовного гермафродитизму називається протогінія. Втім, у деяких видів риб-папуг * і губанів частина мальків народжується все ж самцями. На відміну від своїх сестер - майбутніх братів - вони залишаються вірними своїй статі все життя. Правда, в зрілому віці цих риб - первинних самців - важко відрізнити від тих, хто провів молодість як представниць прекрасної статі. І первинні, і вторинні самці в другій половині свого життя не тільки виглядають схоже, але і дотримуються однакової життєвої стратегії, відповідної споважнілим і солідним індивідам. Разом з великими розмірами, що роблять їх невразливими для багатьох дрібних хижаків, вони набувають яскравого забарвлення - блакитну, зелену, червону або помаранчеву, а в ряді випадків - і горбовідние вирости на лобі. Недарма дорослі риби-папуги вважаються одними з найкрасивіших мешканців коралових садів! Однак зовнішній лиск - не найголовніше. Дожили до зрілого віку риби обзаводяться і дечим істотне - власним ділянкою на рифі, який активно охороняють від вторгнення інших самців і куди приваблюють самок. Правда, розміри сім'яників і, відповідно, кількість продукованих молочка у цих самців не дуже великі, але їм, як то кажуть, вистачає. Адже самка, залучена можливістю проводити час на безпечному і Кормнов ділянці, відкладе ікру в потрібний час і в потрібному місці, так що навіть невеликої кількості молочка вистачить, щоб надійно запліднити кладку. До того ж, незважаючи на гадану помірність, зрілі риби-папуги регулярно змінюють подруг і протягом репродуктивного сезону примудряються облагодіяти чимало охочих до респектабельного життя самок. Причому значно більше юного, ніж вони самі, віку. А як же по іншому? Адже «бабусь» у протогініческіх риб просто не буває!
Самець риби-папуги (Scarus longipinnis) в розквіті сил
Правда, покуштувати солодкого життя вдається все ж не всім самкам. Багато з них проводять час, плаваючи разом зі зграєю своїх подружок по всьому рифу і не затримуючись на одному місці. А може, вони й самі воліють романтику золотій клітці? Адже разом з ними в зграї плавають і їхні однолітки - первинні самці, до присутності яких на хороших ділянках «старики відносяться», м'яко кажучи, недоброзичливо. А оскільки молоді самці менше і слабкіше старих, в бійці у них шансів мало. Але молодість є молодість - насінники первинних самців в цій фазі життєвого циклу досягають гігантських розмірів і риби виметивают в воду величезна кількість статевих продуктів. Правда, оформлених пар в кочових зграях не утворюється і випущені в воду молочко можуть і не потрапити на виметанную кимось із самок ікру. Так що в кінцевому підсумку репродуктивний успіх «статечного господаря» і «бродячого менестреля» приблизно однаковий.
Цікаво, що співвідношення самок і самців в народжується потомство у таких риб, схоже, залежить від загальної чисельності популяції цього виду на рифі. У всякому разі, для двуполосого губана показано, що чим нижче щільність риб, тим менше шансів у малька народитися первинним самцем. Пояснення, придумане вченими, хоч і умоглядно, але виглядає логічним: коли самок мало, у кожної з них є шанс «підчепити» статечного чоловіка з пристойним ділянкою. Велелюбні ж, але жебраки самці-однолітки виявляються «не при справах». Навіщо нудьгувати? Краще народитися самкою, а чоловічі радості випробувати потім. Якщо, звичайно, молоду рибку раніше не з'їсть який-небудь хижак. Але це вже статтю не залежить.
У ряду інших протогініческіх риб співвідношення статей в популяції регулюється навіть простіше, хоча з нашої точки зору, може бути, і не так витончено. Представники виду Pseudoanthias squamipinnis - коралові рибки, які харчуються планктоном, - тримаються групами, що складаються з великої кількості самок і декількох самців. І тільки якщо один з нечисленних представників сильної статі гине, одна з самок змінює стать і займає його місце. У прісноводних ціхлазом Cichlasoma citrimellum з сімейства ціхлідових самцями стають тільки ті рибки, які ще мальками, до статевого дозрівання, зуміли досягти відносно великих розмірів. Ті ж, кому як слід відгодуватися в дитинстві не вдалося, залишаються самками, хоча і мають в своєму організмі необхідні для зміни статі потенції.
Коралові рибки (Pseudoanthias squamipinnis), здатні змінювати стать з самки на самця
При подібних гнучких формах протогинии, здавалося б, можна говорити про ідеальну статевій структурі популяції. Але капризи природи різноманітні. У риб-папуг і губанів не буває «бабусь», а у знайомих багатьом за фільмами або фотографіями амфиприонов, або риб-клоунів (рід Amphiprion), які проводять життя серед щупалець гігантських актиній, немає «старих». Їх мальки народжуються самцями і лише з віком перетворюються в самок - така форма послідовного гермафродитизму носить назву протандрія.
Пара рожевих амфиприонов (Amphiprion perideration) в своїй актинії
Під захистом однієї актинії зазвичай тримається група амфиприонов. Найбільша особина в цій групі - самка, наступна за нею за розміром - дорослий самець, і разом вони утворюють размножающуюся пару. Інші ж, більш дрібні члени групи - статевонезрілі самці. Якщо з їх «старшим братом» трапляється нещастя, найбільш великий з цих «запасних гравців» швидко дозріває і займає його місце. Якщо ж гине розмножується самка, то її місце займає, змінивши стать, колишній шлюбний партнер, а його (тобто вже її) чоловіком стає знову-таки найбільш великий з молодих самців.
Чому амфіпріони вважали за краще протандрія протогинии - не зовсім зрозуміло, але от можливість змінити стать в залежності від обставин - безумовно зручне пристосування. Справа в тому, що «вдома» риб-клоунів - гігантські актинії - часто розташовуються досить далеко один від одного і подорожувати від одного з них до іншого в пошуках нового партнера овдовілого амфиприонов небезпечно. До того ж актинії якимось чином дізнаються своїх постійних квартирантів і не чіпають їх, тоді як будь-які інші рибки, включаючи «чужих» амфиприонов, знаходять загибель серед смертоносних щупалець. Так що можливість знайти чоловіка будь-якої статі, не залишаючи «будинок», безумовно, полегшує життя.
До сих пір ми розглядали тільки випадки, коли риби, змінивши стать при досягненні певного віку або під впливом обставин, далі вже до кінця днів своїх перебувають в новому образі. Але, як було виявлено зовсім недавно, є і такі види, які здатні змінювати стать в обох напрямках. Такі, зокрема, деякі представники сімейства бичків (Gobiidae). У видів пологів Gobiodon і Paragobiodon. наприклад, для відповідних змін в статевій системі потрібно кілька тижнів. А в іншого бичка, Trimma okinawae, гонади влаштовані так, що мають і чоловічу, і жіночу тканину. У кожен конкретний момент часу функціонує тільки одна «половинка», але «перемикання» - під впливом відповідних гормонів - може статися лише за кілька днів.
Бичок (Gobiodon historio) у свого корала
Змінювати стать в обох напрямках вміють і бички Gobiodon historio. що мешкають у водах Великого Бар'єрного рифа. На прикладі історії вивчення цих бичків можна зрозуміти, які факти служать підставою для тих або інших висновків про структуру сімейних відносин у морських риб і яких зусиль коштує ці факти добути.
Гобіодони - маленькі, близько 6 см завдовжки, рибки, що живуть парами під захистом гілок корала роду Acropora. Зазвичай на кожному кораловому кущі живе тільки одна пара рибок, і вони, подібно амфиприонов, практично не залишають насиджене місце. Статеву приналежність гобіодонов можна визначити «на око», тобто не вбиваючи рибку для розтину, - за формою генітального сосочка.
Зоолог Філіп Мандей відловив бичків з багатьох кущів і встановив, що пари рибок дійсно складаються з самця і самки. При цьому всі бички дрібних розмірів були самками, а серед великих траплялися представники обох статей. Це дало підставу для укладення, що цим рибкам властива факультативна (необов'язкова) протогінія, тобто народжуються вони самками, а потім можуть змінити стать. Але можуть - в залежності від обставин - і не міняти. Що це за обставини?
Мандей позначив спійманих риб вводяться під шкіру крихітними (довжиною всього 0,5 мм) ярликами з індивідуальними номерами, які можна було прочитати тільки під мікроскопом. Після цього він «перетасував» бичків так, щоб пари складалися тепер з особин однієї статі, і випустив кожну пару на окремий кораловий кущ, переконавшись попередньо, що інших гобіодонов на кущах не залишилося. Через місяць біолог повернувся на це місце, зібрав рибок з кущів і перевірив у них наявність міток.
Виявилося, що пари, спочатку складені з самок, продовжували жити на тому місці, куди їх випустили. Але одна з рибок в кожній парі за цей час встигла стати самцем. Більша ж частина пар, що складалися з самців, розпалася - один з бичків, що зберіг свою статеву приналежність, залишався на місці, але його партнером тепер була самка, що не мала мітки, тобто приплила звідкись з боку. Другий же колишній член пари зник, мабуть, відправившись на пошуки дружини.
Така ситуація, загалом, цілком відповідала гіпотезі про властивої цьому виду протогинии. Однак в двох випадках в «самцового» парах одна з рибок все-таки теж змінила стать, перетворившись в самку. Отже, і цей шлях для Gobiodon historio не є неможливим.
Намагаючись пояснити біологічний сенс виявленого явища, Мандей вирішив скористатися гіпотезою, запропонованою раніше для амфиприонов. Мовляв, що овдовіла або молодий рибку простіше, розшукавши іншу самотню особина і виявивши, що вона - на жаль! - належить до того ж підлозі, змінити власну статеву приналежність, ніж продовжувати повні небезпеки мандри.
І голотурії теж.
Смугастий морський огірок (Bohadseihia graeffei)
Гермафродит в світі безхребетних тварин - явище куди більш поширене, ніж у хребетних. Багато прикладів (той же дощовий черв'як) знайомі нам ще з шкільних підручників. Але вчені продовжують відкривати все нові і нові сторони цього явища. Наприклад, як вдалося встановити недавно, голотурії Polycheira rufescens - представники типу голкошкірих - є послідовними гермафродитами.
Взагалі голотурії, або, як їх ще називають, морські огірки, - досить маловиразні тварини. Зовні вони нагадують сосиски, сардельки або шматки обрізаного кабелю, спокійно лежать або повільно пересуваються по дну багатьох морів і океанів. Їду вони добувають простим способом: одні вловлюють їстівні частинки довгими розгалуженим щупальцями і відправляють їх в рот, інші збирають їжу (мікроскопічні водорості) короткими щупальцями з грунту, треті пропускають грунт через себе, подібно земляним черв'якам, знову ж утилізуючи їстівні частинки.
Так само просто відбувається у голотурій і розмноження. Особи, які є самцями, викидають у воду сперму, а самки - яйця. Ніяких проблем, ніякої турботи про потомство. Але ось Polycheira rufescens (буквально - «многоручкі рудуваті») урізноманітнюють цей процес, кілька разів в житті змінюючи свою стать.
Морський огірок (Thelenota ananas)
Ці коричневі або червонуваті створення, довжина яких становить від 6 до 12 см, не відрізняються, як і всі їхні родичі, особливою красою. Хіба що щупальця у них трохи незвичайні - схожі на сидять на тонких ніжках овальні долоньки з короткими пальчиками. Живуть многоручкі в тропічних водах Індійського і Тихого океанів, від Південної Японії до Північної Австралії. Живуть вони в приливно-відливної смузі. Під час припливу здобувають собі прожиток, а в відлив лежать купками на піщано-кам'янистому ґрунті, тісно притулившись один до одного або до каменів.
Ретельне дослідження показало, що зміна статі у многоручек може початися в будь-який момент - і у просто самки, і у самця, який вже знаходиться на шляху перетворення в самку і «вирішив» знову повернутися до ролі самця. Сформовані самці можуть взяти участь в розмноженні приблизно через три тижні - стільки часу проходить від початку формування сперматозоїдів до їх викиду в воду. Самкам ж на визрівання яєць потрібно п'ять тижнів, так що процес зміни статі в зворотному напрямку в загальному займає більше часу.
На відміну від нересту зміна статі у різних особин відбувається не синхронно, так що в чергове молодик або повний місяць частина многоручек виступає вже в якості особин іншого, ніж при останньому нересту, статі, інші ж залишаються в колишній якості або перебувають в процесі перетворення.