Отцы-морские коньки рожают уникальным способом

У морских коньков и игловых рыб беременеют и рожают самцы. Отцы-морские коньки вынашивают развивающиеся эмбрионы в выводковой сумке, расположенной на хвосте.

Эта сумка эквивалентна матке у самок млекопитающих. Она содержит плаценту, поддерживающую рост и развитие детенышей. Во время беременности отцы обеспечивают их питательными веществами и кислородом, используя некоторые из тех же генетических инструкций, что и при беременности у млекопитающих.

Однако, как показало исследование, опубликованное в Placenta, при родах самцы морских коньков, по-видимому, полагаются на сложное поведение и уникальное строение тела.

Как рожают морские коньки?

У беременных самок животных процесс родов контролируется гормонами, включая окситоцин. У млекопитающих и рептилий он вызывает сокращения гладких мышц матки.

Исследователи из Сиднейского и Ньюкаслского университетов решили выяснить, как проходят роды у самцов морских коньков. Генетические данные указывали на возможное сходство с процессом у самок млекопитающих. Исследование 1970 года также показало, что небеременные самцы морских коньков под воздействием рыбьего аналога окситоцина (изотоцина) демонстрировали поведение, похожее на родовое.

Учёные предположили, что самцы используют гормоны семейства окситоцина для контроля родов через сокращение гладких мышц внутри выводковой сумки.

Результаты исследования

При воздействии изотоцина на образцы ткани сумки сокращений не произошло, в отличие от контрольных образцов кишечника. Изучение анатомии под микроскопом показало, что в сумке присутствуют лишь небольшие разрозненные пучки гладких мышц — значительно меньше, чем в матке самок млекопитающих. Это объяснило отсутствие сокращений.

3D-визуализация и микроскопия позволили сравнить строение тела самцов и самок большебрюхих морских коньков. У самцов возле отверстия сумки были обнаружены три кости, связанные с крупными скелетными мышцами. У самок эти мышцы и кости были значительно меньше. Такие мышцы и кости у других рыб контролируют анальный плавник, но у морских коньков этот плавник крошечный и почти не используется для плавания. Их ориентация у самцов позволяет предположить, что они могут контролировать открывание сумки.

Ключ — в брачном поведении

Брачный ритуал морских коньков сложен. Самцы открывают сумку и наполняют её водой, наклоняясь вперёд и сокращая тело, а затем «танцуют» с самкой.

Во время родов самец наклоняет тело к хвосту, совершая давящие движения и затем расслабляясь. Это поведение сопровождается кратковременным открытием сумки и серией резких движений всем телом. Комбинация движений и открытия сумки позволяет морской воде промывать её.

Рывки и надавливания продолжаются, отверстие сумки постепенно увеличивается, и с каждым движением выбрасываются группы детенышей. За короткое время рождаются многие сотни особей.

Полученные данные позволяют предположить, что открытие сумки для брачных игр и родов обеспечивается сокращением крупных скелетных мышц, расположенных рядом с её отверстием. Учёные считают, что эти мышцы позволяют отцам-морским конькам сознательно контролировать изгнание потомства в конце беременности. Для проверки этой гипотезы необходимы будущие биомеханические и электрофизиологические исследования.

Уникальный механизм

Неожиданные результаты показывают, что самцы морских коньков используют для родов механизмы, отличные от тех, что применяют беременные самки других животных.

Учёные предполагают, что гормоны семейства окситоцина у морских коньков не столько вызывают сокращения гладких мышц, сколько запускают каскад поведенческих реакций, приводящих к родам.

Несмотря на сходство процессов беременности у самцов морских коньков и самок млекопитающих и рептилий, отцы-морские коньки выработали уникальный способ рождения потомства.