Вагітні самці морських коників все ж передають зародкам поживні речовини

Австралійські біологи знайшли перші експериментальні свідоцтва передачі поживних речовин ембріонам від самця морських коників, який їх виношує. Суха маса і вміст ліпідів у зародків у ході ембріогенезу не змінилася — це могло статися тільки якщо поживні речовини надходили ззовні. Стаття опублікована в журналі Journal of Comparative Physiology B.

Тільки в сімействі іглицевих риб (до них відносяться риби-голки й морські коники), потомство виношують самці. Ця група особливо цікава для вчених, оскільки на ній можна досліджувати еволюцію механізмів виношування потомства без прив'язки до репродуктивної системи самиць.

Для розвитку зародкам необхідна велика кількість енергії й поживних речовин. Отримувати їх можуть двома способами: або з жовтка, в якому всі необхідні речовини запасені заздалегідь, або за допомогою матері, коли в ембріон від неї надходить додаткова їжа (матротрофія).

У випадку з кониками матротрофія перетворюється на патротрофію, проте механізми передачі поживних речовин від самця, який виношує потомство практично невідомі. Вчені довели, що патротрофія є у трьох видів риб-голок — за допомогою мічених молекул вдалося простежити транспорт амінокислот від самця в ембріони. Для морських коників відомі тільки непрямі свідчення патротрофіі: в їх виводкових сумках знаходиться багато ліпідних крапельок і секреторних клітин, а пов'язані з транспортом речовин гени у цих риб активуються https://academic.oup.com/mbe/article/32/12/3114/2579313 під час вагітності. Безпосередньо ж довести передачу речовин від самця потомству поки нікому не вдавалося.

Група вчених під керівництвом Камілли Віттінгтон (Camilla Whittington) з університету Сіднея перевірила, чи отримують зародки морських коників (Hippocampus abdominalis) додаткові речовини від самців, які їх виношують. Дослідники порівняли суху масу і зміст ліпідів в ікринках одразу після запліднення та у новонароджених малюків. Якби ембріони росли тільки за рахунок запасу поживних речовин ікринки, їх маса знижувалася б, а додаткове підживлення від батька зберегло б суху масу постійною або навіть збільшило її.

Суха маса новонароджених морських коників не відрізнялася від сухої маси ікринок після запліднення; вміст ліпідів на цих двох стадіях теж був рівним. Під час розвитку ембріон повинен втрачати деяку масу через процеси катаболізму: так, ікринки живонароджених костистих риб в ході виношування втрачають 30-40 відсотків своєї маси. Виходить, хоча б невелику кількість поживних речовин повинна надходити до зародків морських коників від самців.

Автори відзначають, що існує й альтернативне пояснення того, чому суха маса зародків не змінилася, бо вони могли поглинути речовини з інших, нерозвинених, ембріонів — своїх братів і сестер. Тому, щоб впевнено говорити про існування патротрофіі, необхідно провести додаткові дослідження, наприклад, із ізотопними мітками.

Учені також описали деякі особливості будови виводкових сумок морських коників, оскільки про їх анатомію і фізіологію відомо дуже мало. У перші три дні розвитку ембріони глибоко занурюються в епітелій сумки, ямки з окремими яйцями розділені епітеліальними «стінками» або повністю закриті ними. Можливо, транспорт речовин між самцем і зародком відбувається схожим із плацентою чином — при тісному контакті тканин, але цю гіпотезу необхідно перевірити в майбутніх роботах. На пізніх стадіях вагітності (15-20 днів) зародки вилуплюються, але продовжують поглинати речовини з жовтка.

Значно більше досліджень вагітності морських коників присвячено її молекулярним особливостям: відомі гени, які відповідають за здатність самців виношувати потомство, а також ряд подібностей вагітності морських коників і самиць інших хребетних.