Зоологический журнал, 2022, T. 101, № 4, стр. 471-480

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

В течение 2016–2019 гг. для оценки результатов интенсивности размножения были сформированы пары (самец и самка), состоящие из представителей одного или разных видов домовых мышей, воспитанных или собственной матерью, или другой самкой своего вида, или приемной матерью-гетероспецификом (табл. 1). Использованы домовые мыши двух таксонов: M. m. wagneri и M. spicilegus. Зверьков F₃–F₄ поколений получали от животных, отловленных в природе (M. m. wagneri отловлены в Астраханской обл. (46°20′ с.ш., 48°0′ в.д.), M. spicilegus – в Ростовской обл. (47°23 с.ш., 39°70 в.д.). Перекладывание детенышей кормящим самкам другого таксона или приемным матерям своего вида (контроль) проводили в возрасте 5–6 сут. Выбор этого временно́го периода обоснован данными более ранних работ, в которых было показано, что чувствительный период для запечатления запахов у мышей начинается через две недели после рождения и соответствует резкому возрастанию количества дендритов в ольфакторной системе с 11-го по 20-й день онтогенеза (Hinds, Hinds, 1976; Panhuber et al., 1988; Wang et al., 1993; Voznessenskaya et al., 1995). Самцов отсаживали от самок за 2–3 дня до рождения детенышей. При этом пометы меняли местами целиком, независимо от числа детенышей и полового состава, однако в каждом из переложенных пометов были как самцы, так и самки. Детенышей содержали с самками до 4-недельного возраста в помещении, где были как домовые, так и курганчиковые мыши. Затем рассаживали, формируя однополые группы, в которых содержали молодняк до наступления половозрелости. Использовано 12 вариантов ссаживания потенциальных половых партнеров двух видов домовых мышей (табл. 1). Пары домовых мышей (самец и самка) формировали из половозрелых особей в возрасте 40 и 90 дней сроком на 3–6 мес. В случае гибели одного из партнеров в паре его заменяли новым или прерывали эксперимент для этой пары. За это время каждые 2–3 дня подсчитывали количество полученных пометов, рожденных детенышей, их смертность в течение 40 дней после рождения. Помимо этого, определяли отношение числа пар, от которых было получено потомство, к общему числу сформированных пар. Животных содержали в стандартных условиях при естественном режиме освещения в течение всего года в пластиковых кюветах размерами 265 × 180 × 420 мм с крышкой из металлической сетки. Кормом служила зерновая смесь, состоящая из семян овса и подсолнечника, специализированный комбикорм для грызунов отечественного производства, а также морковь. Воду давали ad libitum. Условия отлова и содержания животных, а также экспериментальные процедуры не нарушали правил проведения научных исследований с использованием экспериментальных животных, утвержденных распоряжением Президиума АН СССР от 2 апреля 1980 № 12000–496 и приказом Минвуза СССР от 13 сентября 1984 № 22. При анализе данных определяли следующие пропорции: 1) количество пар, давших потомство, по отношению к общему количеству сформированных пар; 2) количество детенышей, не доживших до 40-дневного возраста, по отношению к общему количеству рожденных детенышей. Полученные показатели использовались при проведении статистических межгрупповых сравнений. При обработке данных применялся тест χ² с попарными сравнениями пропорций с использованием процедуры Мараскуило. Валидность достоверности различий пропорций по тесту χ² оценивали с использованием моделирования по методу Монте-Карло. Количество статистических испытаний теста составляло 5000. Уровень значимости при попарных сравнениях α = 0.05. При сравнении пропорций количества пар, давших потомство, по отношению к не размножившимся в анализ отбирались те варианты скрещиваний, в которых количество сформированных пар было не меньше четырех. При сравнении пропорций количества детенышей, не доживших до 40-дневного возраста, в анализ отбирались те варианты скрещиваний, в которых общее количество детенышей в трех размножавшихся парах было не меньше двадцати. Статистический анализ проводился в программе XLSTAT 2019 2.2.

РЕЗУЛЬТАТЫ

В значительном числе случаев пропорция количества размножившихся пар была достоверно выше в вариантах скрещиваний конспецифичных партнеров (тест χ²: статистика теста (χ²) – 51.982, P < 0.0001, табл. 1–2) по сравнению с гетероспецифичными. Это справедливо для сравнений следующих вариантов скрещивания (конспецифичный вариант/гетероспецифичный(е)): самец M. m. wagneri, воспитанный другой самкой своего вида, х самка M. m. wagneri (№ 2) – (5, 9, 11); самец M. spicilegus Х самка M. spicilegus, воспитанная M. m. wagneri (№ 10) – (5, 9, 11); самец M. spicilegus, воспитанный самкой M. m. wagneri Х самка M. spicilegus (№ 8) – (5, 9, 11), самец M. m. wagneri х самка M. m. wagneri, воспитанная самкой M. spicilegus (№ 6) – (5, 9, 11), самец M. m. wagneri Х самка M. m. wagneri (№ 1) – (9, 11), самец M. m. wagneri, воспитанный самкой M. spicilegus Х самка M. m. wagneri (№ 4) – (11). Во всех вышеперечисленных гетероспецифичных вариантах скрещиваний один из половых партнеров воспитывался самкой другого вида. В одном из конспецифичных вариантов скрещиваний в сравниваемых вариантах самка, воспитавшая каждого из партнеров, была их родной матерью (№ 1). В других вариантах конспецифичных скрещиваний матерью, воспитавшей одного из партнеров, была другая конспецифичная (№ 2) или гетероспецифичная самка (№ 4, 6, 8, 10). Не найдено достоверных различий в пропорции количества пар, давших потомство, при сравнении вариантов скрещивания M. m. wagneri, в которых детеныши были воспитаны либо своей матерью (№ 1), либо приемной своего вида (№ 2), а также гетероспецифичной самкой (№ 4, 6).

В трех вариантах скрещиваний, в двух из которых оба партнера воспитывались собственной матерью (1, 7), а в третьем варианте один из партнеров был воспитан собственной, а другой чужой, но конспецифичной самкой (№ 2), смертность детенышей была ниже, чем в вариантах скрещиваний, в которых один из партнеров воспитывался гетероспецифичной самкой (тест χ²: статистика теста (χ²) – 98.719, P < 0.0001, табл. 1, 3). В частности, в варианте – 1 (конспецифичный вариант, в котором оба партнера воспитаны собственной матерью) смертность была ниже, чем в вариантах № 8 и 10, а в варианте – 7 (гетероспецифичный вариант, в котором также оба партнера воспитаны собственной матерью) смертность была ниже, чем в варианте – 8. В комбинации, в которой один из партнеров (самка) был воспитан собственной, а самец чужой, но конспецифичной матерью (№ 2) смертность была достоверно ниже, чем в варианте № 8. Таким образом, конспецифичность воспитавшей партнеров самки, причем как в конспецифичных (№ 1, 2), так и в гетероспецифичном варианте скрещиваний (№ 7) могла способствовать уменьшению смертности детенышей в первые 40 дней после рождения. Уровень смертности детенышей был максимален в варианте скрещиваний конспецифичных партнеров самец M. spicilegus, воспитанный самкой M. m. wagneri Х самка M. spicilegus (№ 8). Сравнение с другими вариантами скрещиваний показало, что смертность в этом варианте была достоверно выше, чем в конспецифичных вариантах (4, 6, 10). Во всех этих вариантах скрещиваний один из партнеров воспитывался самкой-гетероспецификом.

ОБСУЖДЕНИЕ

Мы показали, что на успех размножения при экспериментальной гибридизации двух видов домовых мышей оказывают влияние два фактора: видовая принадлежность половых партнеров (кон- или гетероспецифики) и условия воспитания самца и самки, т.е. выращены они были самкой своего или близкородственного вида. Рассмотрим возможные причины, приводящие к таким результатам.

Как уже отмечалось во введении, при экспериментальном принудительном скрещивании интенсивность размножения и плодовитость самок в смешанных парах домовых и курганчиковых мышей ниже, чем в контрольных, состоящих из представителей одного вида. В ранее проведенных исследованиях в вариантах скрещиваний M. musculus и M. spicilegus были получены следующие результаты: при скрещивании самец spicilegus Х самка musculus из 13 сформированных пар 7 дали потомство (12 пометов, 45 детенышей); самка musculus Х самец spicilegus из 9 пар 3 размножились (6 пометов, 20 детенышей) (Лавренченко и др., 1994), т.е. по пропорции количества размножающихся гетероспецифичных пар эти данные вполне сопоставимы с нашими результатами. В мейозе у 4 гибридных самцов прямого и реципрокного вариантов скрещивания метафазные пластинки содержали нормальное число бивалентов (n = 20) (Лавренченко и др., 1994), что может указывать на нормальное протекание мейоза у гибридов. В проведенных экспериментах мы пытались выявить не только действие механизмов посткопуляционной изоляции на интенсивность размножения, но и оценить влияние на успех размножения перекрестного воспитания детенышей. Однако не было обнаружено достоверных различий в пропорции количества пар, давших потомство, при сравнении вариантов скрещивания M. m. wagneri, в которых использованные в опытах по экспериментальной гибридизации половые партнеры были воспитаны самкой другого вида (M. spicilegus), по сравнению с теми вариантами, в которых их вырастили конспецифичные самки. В наших опытах мы не обнаружили влияния раннего опыта на этот показатель у M. m. wagneri. Первостепенное значение имел фактор конспецифичности половых партнеров несмотря на то, что как уже отмечалось во введении, воспитание самками близкородственного вида у домовых и курганчиковых мышей может изменять поведенческие и нейрональные ответы на кон- и гетероспецифические запахи на противоположные (Котенкова и др., 2018; Kotenkova et al., 2019).

Роль видоспецифических особенностей полового поведения в репродуктивной прекопуляционной изоляции у грызунов не одинакова. Показано, что потенциальные половые партнеры, относящиеся к близкородственным видам, могут и успешно спариваться, и проявлять один по отношению к другому отдельные элементы полового поведения, иногда при спаривании наблюдается пониженная активность самцов, а в некоторых случаях из-за разницы в стереотипе поведения копуляция невозможна (Зоренко, 2013; Котенкова, 2014). Согласно результатам наших более ранних исследований по стереотипу полового поведения домовые и курганчиковые мыши существенно различаются, что может препятствовать спариванию представителей двух этих видов. Иными словами, различия полового поведения у этих видов могут служить одним из механизмов репродуктивной изоляции (Ambaryan et al., 2019). Но, как известно, при принудительной экспериментальной гибридизации скрещиваются даже надежно изолированные в природе виды, что справедливо не только для домовых и курганчиковых мышей (Мейер и др., 1981, 1996; Малыгин, 1983; Ковальская и др., 2014).

Однако оценка числа достигших 40-дневного возраста детенышей в разных вариантах скрещиваний показала существенное влияние условий воспитания родителей (кон- или гетероспецифичными самками) на выживание их потомства. Можно предположить, что более низкий процент выживания в парах, состоящих как из кон-, так и гетероспецифичных партнеров, в случае воспитания хотя бы одного из членов пары самкой другого вида, обусловлен нарушением родительского поведения. Ранее показано, что у двух близкородственных видов Peromyscus leucopus (Rafinesque 1818) и P. maniculatus (Wagner 1845) в конспецифичных парах, если самец был воспитан родителями другого вида, то выживаемость детенышей была ниже, чем в парах, в которых гетероспецифичное воспитание получила самка (Hawkins, Cranford, 1992). Мы получили сходные результаты: в варианте скрещивания № 8 – самец M. spicilegus, воспитанный самкой M. m. wagneri Х самка M. spicilegus – наблюдался максимальная доля гибели детенышей (52%). Гораздо ниже эта доля (15%) была в варианте № 4 – самец M. m. wagneri, воспитанный самкой M. spicilegus Х самка M. m. wagneri, хотя при сравнении не было найдено достоверных различий. Относительно высокой была и доля смертности детенышей в парах, в состав которых входили самки, воспитанные гетероспецификами: № 6 и № 10. Для выявления причин, которые приводят к нарушениям родительского поведения, необходимо проведение дальнейших исследований. Возможно, такое нарушение было связано с недостаточным проявлением груминга родителей по отношению к потомству при воспитании гетероспецификами. Ряд исследований показывает особую важность этой формы поведения родителей по отношению к потомству, в том числе и для проявления выросшими особями родительского поведения (Громов, 2013, 2020). Тем не менее необходимо отметить, что самки луговых полевок (Microtus pennsylvanicus (Ord 1815)), воспитанные в семейных парах прерийных полевок (M. ochrogaster (Wagner 1842)), демонстрируют более высокий уровень заботы о потомстве и чаще проявляют груминг по отношению к детенышам, чем самки, воспитанные чужой самкой своего вида (McGuire, 1988). Те же соотношения характерны и для перекрестно воспитанных (самкой прерийной полевки) самцов этого вида, которые чаще контактируют со своими детенышами и дольше находятся с ними в гнезде, чем самцы, воспитанные другой самкой своего вида. В этом случае паттерн родительского поведения, который изменился под влиянием раннего опыта у особей M. pennsylvanicus в период воспитания в гетероспецифичных семейных парах, вероятно, способствовал усилению заботы о собственном потомстве у перекрестно воспитанных взрослых особей этого вида. Этот же механизм действия “социальной онтогении” (Campbell, Hauber, 2009), или иначе – сопряженных социальных взаимодействий, отмечен и в исследованиях на птицах (зебровых амадинах (Taeniopygia guttata (Vieillot 1817)) и японских амадинах (Lonchura striata (L. 1766)). Согласно результатам исследований (ten Cate, 1984; ten Cate et al., 1984) количество поведенческих взаимодействий (которое в исследовании варьировали экспериментально, причем только в отношении родителя-конспецифика) между птенцами зебровых амадин мужского пола и родителем конспецификом в смешанной разнополой паре, состоящей из самца или самки зебровых амадин и японских амадин, определяло половые предпочтения у воспитанных в таких парах самцов по отношению к кон- или гетероспецифичной самке. Выяснилось, что уменьшение или элиминирование поведенческих контактов с родителем-конспецификом способствовало смещению предпочтений взрослых самцов от самки-конспецифика к самке-гетероспецифику. Таким образом, видоспецифические и половые предпочтения взрослых особей формируются не только на основе фенотипических признаков (визуальных характеристик, акустических или обонятельных сигналов), но и на основе совокупности поведенческих взаимодействий между родителями и детенышами в ходе социального онтогенеза или воспитания детенышей. Можно предположить, что чем сложнее социальная организация и социальные взаимодействия в размножающихся группировках вида, тем значительнее роль поведенческих взаимодействий и социального онтогенеза в формировании видоспецифических предпочтений взрослых особей.