Какие факторы семейного окружения влияют на поведение водяных полевок?

Водяные полевки — одиозно известные среди дачников грызуны. Вкупе с ростом популяций с каждым годом увеличивается и вред, наносимый этими зверьками садам и огородам. Что привело к такой ситуации и какие условия формируют поведение грызунов? Ученые Института систематики и экологии животных СО РАН исследовали факторы изменения численности, а также влияние условий раннего развития на формирование социального поведения водяной полевки. Результаты опубликованы в журнале Mammalian Biology (Q2).

Жители Западной Сибири не понаслышке знают о представителе семейства хомяковых Arvicola amphibius, или водяной полевке. Благодаря своей живучести и способности адаптироваться к самым разным условиям она занимает обширный ареал. В отличие от своей родственницы ондатры, которая в основном плавает по прудам и канавам, водяная полевка облюбовывает огородные участки, также ее можно найти в дерне, ручевинах и по краям водоемов.

В конце лета и начале осени, выходя на сбор урожая в сумерках и по ночам, зверек преимущественно ищет корни растений и корнеплоды. Атакуя сады, огороды, сенокосы, пастбища и овощные склады, грызун запасается на зимний период, бережно собирая провиант в утепленной кладовой. Только в одной кормовой норе может вмещаться до 20 кг картофеля и до 60 кг гороха, при этом у полевки может быть несколько таких складов, расположенных в полях на глубине до метра.

Стремительное распространение этих грызунов стало актуальной проблемой сельскохозяйственных угодий последних десятилетий. С увеличением количества дачных участков и ростом их урожайности, соответственно, выросло и число полевок. Всё чаще фиксируются случаи, когда численность доходит до максимальных значений и на одном гектаре может обитать до сотни грызунов. Водяные полевки весьма плодовиты, их самки готовы сделать новое потомство уже спустя 19—21 день после родов. В годы популяционного пика маленькие грызуны способны принести значительный вред садово-огородной и древесной растительности, посевам зерновых и овощных культур. Кроме того, водяная полевка может быть переносчиком таких опасных заболеваний, как туляремия, лептоспироз, омская геморрагическая лихорадка. В то же время нельзя забывать, что полевки имеют огромное значение для подержания биоценозов в сбалансированном состоянии, так как служат кормом для хищников и птиц.

На протяжении последних 40 лет водяную полевку изучают в лаборатории структуры и динамики популяций животных ИСиЭЖ СО РАН, чьей первоначальной задачей было выяснение популяционных механизмов регуляции численности этого вида. В диких условиях исследования проводились в Убинском районе Новосибирской области. В частности, территории вблизи села Крещенское и деревни Лисьи Норки отличаются наиболее благоприятными условиями для существования данного вида, здесь и наблюдали тысячекратные флуктуации численности при проведении многолетнего эколого-физиологического мониторинга популяции.

«Мы использовали комплексный подход и учитывали, как меняются разнообразные морфофизиологические, репродуктивные и поведенческие характеристики зверьков в ходе популяционного цикла, — рассказала ведущий научный сотрудник лаборатории структуры и динамики популяций животных ИСиЭЖ СО РАН доктор биологических наук Галина Григорьевна Назарова. — Выяснилось, что с ростом численности фенотипические, поведенческие, физиологические характеристики сопряженно изменяются. На пике численности возрастает агрессия между особями, прежде всего между самцами. Это связано с сокращением пригодных для размножения угодий, вследствие чего усиливается межсамцовая конкуренция за доступ к самкам. В природной популяции выраженность агрессии мы оценивали по числу ран на шкурках полевок, а в лаборатории — по частоте агонистических контактов между самцами на нейтральной территории (арене).

Параллельно в условиях лабораторного разведения проводили изучение влияния других факторов, в частности сезонных и материнских, на рост особей и репродуктивные показатели. Мы установили прямое влияние состояния материнского организма на формирование репродуктивного потенциала следующих поколений».

В последние годы в научной литературе всё большее внимание уделяется пренатальному и постнатальному (до- и послеродовым) этапам развития организма, которые оказывают определяющее влияние на поведение взрослой особи. У многоплодных млекопитающих гормональные показатели и физическое состояние матери зависят от величины помета. Физиологическая способность организма матери обеспечивать нутриентами потомство ограничена. Чем выше плодовитость, тем меньше питательных веществ получают быстрорастущие эмбрионы и новорожденные. В среднем водяные полевки рожают по 6 детенышей, максимальный размер помета может достигать 11 зверьков.

«Основываясь на результатах популяционных исследований прошлых лет, мы решили провести корреляционное исследование на рожденных в виварии водяных полевках для выявления характеристик семейного окружения, значимых для формирования поведенческого фенотипа взрослых самцов, — объяснила Галина Назарова. — В парных взаимодействиях половозрелых самцов на нейтральной арене регистрировали частоту мирных ознакомительных контактов, демонстрационных угроз и прямых нападений. Учитывали также потенциальные факторы запуска агрессивного поведения: массу тела самцов и уровень тестостерона в крови. Оказалось, что частота актов прямой агрессии положительно связана только с размером помета, в котором самец родился и вырос. Мы предполагаем, что такой протяженный во времени эффект размера помета на социальное поведение взрослых самцов — это следствие конкуренции полевок из больших пометов за лимитированные ресурсы матери в период молочного вскармливания. Масса тела взрослых самцов не коррелировала с частотой проявления отдельных актов социального поведения или уровнем тестостерона в сыворотке крови, но этот уровень обратно коррелировал с частотой демонстрационных угроз в парных тестах. Результаты работы дают возможность лучше понять роль материнского эффекта во внутрипопуляционных механизмах регуляции численности».

В течение года экспериментальная часть исследований выполнялась силами студентов-магистрантов Новосибирского государственного аграрного университета, которым удалось получить надежные данные. Работа по изучению материнского влияния на социальное поведение обобщила лабораторные результаты прошлых лет, которые уже можно применять на практике.

«Полученные сведения могут быть использованы для планирования медико-биологических исследований и дальнейшего изучения формирования поведенческого фенотипа как феномена. Также результаты возможно применять в оценке состояния популяций, определения благоприятности экологических условий для существования вида. В нашей лаборатории развиваются и другие направления. Например, сейчас мы изучаем влияние гормонального статуса матери в период беременности на развитие скелета. В общем и целом, водяная полевка — прекрасный модельный объект для изучения механизмов фенотипической пластичности разнообразных поведенческих и морфологических признаков», — отметила исследовательница.

Фото предоставлены Галиной Назаровой

Источник информации: Управление по пропаганде и популяризации научных достижений СО РАН