Удивительное и уникальное явление: ученые объяснили, как у самцов морских коньков проходят роды

Еще из школы многим известно, что у морских коньков и морских игл беременеет и рожает самец, а не самка, как у подавляющего большинства видов животных. При этом мало кто знает, чем отличаются роды у самцов морских коньков от родов у самок у других видов животных. Ученые объяснили, как происходит это удивительное и уникальное в животном мире явление.

• Ученые обнаружили доказательства того, что зубы эволюционировали вне ротовой полости

Детали

Известно, что самцы морских коньков вынашивают свои эмбрионы в сумке, расположенной на хвосте. Сумка является эквивалентом матки у самок млекопитающих. Она содержит плаценту, поддерживающую рост и развитие морских коньков.

Самцы морских коньков снабжают питательными веществами и кислородом своих детей во время беременности, используя некоторые из тех же генетических инструкций, что и беременные самки млекопитающих.

Однако, когда дело доходит до родов, исследования показывают, что самцы морских коньков, кажется, полагаются на сложное поведение и уникальную структуру тела, чтобы облегчить роды.

Как животные рожают

Роды – это сложный биологический процесс, который у беременных самок контролируется гормонами, в частности окситоцином. У млекопитающих и рептилий окситоцин вызывает сокращение гладкой мускулатуры матки. Существует три основных типа мышц: гладкие мышцы, скелетные мышцы и сердечные мышцы.

Гладкая мускулатура содержится в стенках большинства внутренних органов и кровеносных сосудов. Этот тип мышц не контролируется сознанием. Например, человеческий кишечник выстлан гладкими мышцами, которые ритмично сокращаются, чтобы перемещать пищу без необходимости сознательного контроля.

Скелетные мышцы расположены по всему телу и прикрепляются к костям через сухожилия, обеспечивая телодвижения. Этот тип мышц находится под сознательным контролем человека. К примеру, мышцы бицепса при сокращении позволяют вам сознательно сгибать руку.

У самок млекопитающих стенка матки содержит большое количество гладкой мускулатуры. Окситоцин стимулирует эту гладкую мышцу к сокращению, способствуя родам. Эти сокращения матки спонтанны и непроизвольны. Исследователи могут измерить эти сокращения матки в ответ на окситоцин, и результаты одинаковы как у млекопитающих, так и у рептилий.

Как рожают самцы морских коньков

Команда исследователей из Сиднейского университета и Университета Ньюкасла решила определить, как происходит родовая деятельность у самцов морских коньков. Генетические данные свидетельствуют о том, что роды морского конька могут включать процесс, подобный родам у самок млекопитающих.

Исследование 1970 года также показало, что когда небеременные самцы морских коньков подвергались действию рыбьей версии окситоцина (называется изотоцин), они обнаруживали поведение, похожее на роды. Таким образом, ученые могут предположить, что самцы морских коньков будут использовать гормоны семейства окситоцина, чтобы контролировать процесс родов из-за сокращения гладких мышц в выводочной сумке.

Первоначально исследователи подвергли воздействию изотоцина некоторые зоны мешка морского конька. В то время как изотоцин вызвал сокращение контрольных тканей кишечника, этот гормон на удивление не вызвал сокращений в выводочной сумке.

Результат заставил ученых задуматься об анатомии выводочной сумки морского конька. При ее исследовании под микроскопом ученые обнаружили, что сумка содержит лишь разбросанные маленькие пучки гладких мышц, которых гораздо меньше, чем в матке млекопитающих. Это объясняло, почему мешочек не сжимался во время экспериментов с изотоцином.

Используя методы 3D-изображений в сочетании с микроскопией, исследователи сравнили структуру тела самцов и самок пузатого морского конька.

У самцов удалось обнаружить три кости, расположенные у отверстия мешка, связанные с большими скелетными мышцами. Эти типы костей и мышц контролируют анальный плавник у других видов рыб. У морских коньков анальный плавник мизерный и практически не выполняет ни одной функции во время плавания.

Итак, большие мышцы, связанные с крошечным плавником морского конька, удивляют. Мышцы и кости анального плавника гораздо больше у самцов морских коньков, чем у самок, и их ориентация позволяет ученым предположить, что именно они контролируют открытие выводочной сумки.

Ухаживания морских коньков

Ухаживание морских коньков – сложный процесс. Самцы открывают и наполняют свой мешок водой, наклоняясь вперед и сжимая свои тела, чтобы протолкнуть воду в мешок, перед тем как "потанцевать" с самкой.

Так же во время родов самцы морских коньков нагибают свое тело к хвосту, сжимаясь, а затем расслабляясь. Такое "сжатие" сопровождается коротким открытием мешка с серией рывков всем телом. Это движение в сочетании с открытием мешка позволяет морской воде промываться через него.

Из-за постоянных толчков и сжатий отверстие мешочка постепенно увеличивается, и группы детенышей морского конька выбрасываются с каждым движением. Многие сотни младенцев выбрасываются в морскую воду за короткое время.

Выводы исследователей указывают на то, что открытию мешка для ухаживания и рождения способствует сокращение больших скелетных мышц, расположенных вблизи отверстия мешка. Ученые предполагают, что эти мышцы контролируют открытие сумки морского конька, позволяя отцам морских лошадок сознательно контролировать рождение детенышей в конце беременности.

Этот предварительный вывод ученых для подтверждения еще требует биомеханических и электрофизиологических исследований, но он указывает на то, что процесс родов у морских коньков может быть уникальным явлением в животном мире.

Ранее ученые нашли под Атлантическим океаном у берегов Западной Африки новый ударный кратер. Из-за этого они выдвинули новую теорию вымирания динозавров.