почему утконос откладывает яйца
Расшифрован геном утконоса: как появился такой необычный зверь?
Откладывает яйца. Потеет молоком. Ядовит. Имеет 10 половых хромосом и клюв. Пожалуй, утконос — одно из самых необычных млекопитающих, живущих на планете Земля. Но как появился сей чудный зверь, в существование которого Европа долго не могла поверить? Когда в 1797 году в Англию попала первая шкура утконоса, ученые решили, что это шутка какого-то таксидермиста, пришившего утиный клюв к зверьку, похожему на бобра.
Современные исследователи до сих пор пытаются понять, как утконос, который часто считается самым необычным млекопитающим в мире, стал таким уникальным. И теперь международная группа исследователей из Копенгагенского университета провела уникальное картирование генома утконоса и нашла ответы, которые пролили свет на происхождение некоторых из его необычных особенностей. Исследование опубликовано в научном журнале Nature.
«Полный геном дал нам ответы на вопросы о том, как возникли некоторые из причудливых особенностей утконоса. В то же время расшифровка генома утконоса важна для улучшения нашего понимания того, как развивались другие млекопитающие, в том числе мы, люди. Он является ключом к объяснению того, почему мы и другие плацентарные млекопитающие превратились в животных, которые рожают живых детенышей, а не откладывают яйца», — объясняет профессор Гоцзе Чжан с кафедры биологии Копенгагенского университета.
Утконос вместе с не менее странной ехидной принадлежат к древней группе млекопитающих — однопроходные, которая существовала за миллионы лет до появления любого «современного» млекопитающего. «Действительно, утконос принадлежит к классу млекопитающих. Но генетически это смесь млекопитающих, птиц и рептилий. Он сохранил многие оригинальные черты своих предков, которые, вероятно, способствовали его успешной адаптации к среде, в которой они сейчас живут», — говорит профессор Чжан.
Утконосы живут в неволе до 10 лет. Увы, данных о времени жизни в естественой среде обитания нет.
А живут эти интересные зверьки только в восточной части Австралии и на близлежащем острове Тасмания (как обычно, все необычное обитает только на этом континенте). Жить утконосы предпочитают в речках и пресных водоемах, и благодаря перепончатым лапам умеют как быстро плавать, так и доставать всякую живность из ила.
Откладывает яйца, потеет молоком и не имеет зубов
Одной из самых необычных особенностей утконоса является то, что, хотя он откладывает яйца, как рептилия, у него также есть молочные железы. А вот сосков нет — молоко выделяется на коже как пот, и детеныши его слизывают. Как так получилось?
В ходе нашей собственной эволюции мы, люди, потеряли все три гена, ответственных за производства яичных желтков. С другой стороны, например, те же куры продолжают иметь все три. Новое исследование показывает, что утконосы все еще несут один из этих генов — тот, который кодирует белок вителлогенин, при этом они потеряли два других примерно 130 миллионов лет назад. И именно оставшийся ген позволяет утконосам продолжать откладывать яйца.
Окей, а что насчет молока? Ведь птицы и рептилии отлично обходятся без него. А вот в случае с утконосами все не так просто: у остальных млекопитающих в процессе эволюции ген, кодирующий вителлогенин, был заменен генами, ответственными за производство казеина — белка, который является основным компонентом молока. Новое исследование демонстрирует, что утконос также несет гены, нужные для кодирования казеина, и, таким образом, у него также есть молоко, которое по составу очень похоже на коровье, человека и других млекопитающих.
Как и многие другие «странные» существа, утконосы живут только в Австралии.
«Геном утконоса показывает нам, что производство молока у всех существующих видов млекопитающих развивалось с помощью одного и того же набора генов, полученных от общего предка, который жил более 170 миллионов лет назад — наряду с ранними динозаврами в юрский период», — говорит Гоцзе Чжан.
Еще одна особенность, которая делает утконоса уникальным, заключается в том, что, в отличие от подавляющего большинства остальных млекопитающих, он беззубый. Вернее, в раннем возрасте у них вырастают 8 зубов, однако они быстро стираются и превращаются в две роговые пластинки, которые используются зверьками для размалывания пищи. Исследование показывает, что утконос потерял зубы примерно 120 миллионов лет назад, когда исчезли четыре из восьми генов, ответственных за их развитие.
Единственное животное с 10 половыми хромосомами
Еще одна странность утконоса, исследованная учеными, заключается в том, как определяется их пол. У человека, как и у подавляющего большинства млекопитающих на Земле, есть две хромосомы, определяющие пол: так называемая хромосомная система X и Y, в которой XX — это женщина, а XY — мужчина. Однако утконос отличился и тут: у них аж 10 половых хромосом, XXXXXXXXXX у самки и XYXYXYXYXY у самца.
Теперь, благодаря почти полному картированию генома утконоса на хромосомном уровне, исследователи предполагают, что эти 10 половых хромосом у предков «обычных» млекопитающих имели кольцевую форму, которая позже была разорвана на множество мелких частей с X- и Y-хромосомами. В то же время геном утконоса показывает, что большинство половых хромосом у однопроходных имеют больше общего с курами, чем с людьми. Иными словами, это показывает эволюционную связь между млекопитающими и птицами.
У собак — щенята, у кошек — котята. А у утконосов кто?
Пара интересных фактов об утконосах
Изучая информацию об этом зверьке, трудно не удержаться и не рассказать еще несколько любопытных фактов о них. Во-первых, утконосы являются одними из немногих млекопитающих, использующих электрорецепцию — она позволяет им искать добычу в илистых мутных водоемах. Такие рецепторы, способные улавливать электричество в окружающей среде, находятся у зверька по краям клюва (что очень похоже на расположение «компаса» у многих перелетных птиц).
Ну и под конец — у утконосов достаточно низкий обмен веществ, что опять же роднит их с рептилиями. Их нормальная температура тела составляет всего 32 градуса по Цельсию. Однако при этом они могут резко повышать метаболизм, что позволяет им часами выживать в ледяной воде.
Всё об утконосе
Утконос — водоплавающее млекопитающее, которое обитает в пресных водоемах Австралии. Благодаря уникальным особенностям и необычному внешнему виду животное было признано одним из символов континента.
Охота и загрязнение водоемов, в которых обитает утконос, привело к заметному снижению его численности в прошлом веке. Негативно сказалось на популяции и чрезмерное размножение завезенных в Австралию кроликов, которые рытьем нор отпугивали водоплавающих с обжитых мест.
В настоящее время животное находится под постоянным наблюдением. Запрещение охоты на утконосов и создание заповедников с благоприятными условиями положительно сказалось на восстановлении их численности. Сейчас утконос занесен в Красную книгу под статусом LC (вид, вызывающий наименьшие опасения).
Кто такой утконос
При первом взгляде на животное достаточно сложно определить его принадлежность к какому-либо классу: утконосы в отличие от других млекопитающих имеют признаки, которые делают их схожими с рептилиями и птицами.
История изучения вида началась в 18 веке, когда первые шкурки зверя попали в Европу. Ученые долго не могли прийти к единому мнению относительно того, к какому классу животных относится утконос откладывающий яйца, пока наконец не было установлено, что самки выкармливают детенышей молоком.
В современной систематике принято считать, что утконос — это млекопитающее из отряда однопроходных (яйцекладущих). К этому же отряду относится род ехидн. Основной особенностью представителей отряда является наличие одного прохода, объединяющего выходы кишечника и мочеполового синуса.
Как выглядит утконос
Описание животного довольно необычное:
Размеры утконоса
Средняя длина тела утконоса — 30-40 см, при этом самцы заметно крупнее самок. Хвост может достигать в длину 15 см. Масса животного варьируется в пределах от 1,5 до 2 кг.
Сколько живут утконосы
Продолжительность жизни утконоса в естественных условиях точно не установлена. Животные, содержащиеся в неволе, доживали до 10 лет.
Где обитает утконос
Природный ареал обитания утконоса — восточная часть Австралии и остров Тасмания. Вероятно, небольшие по численности популяции обитали в центральной и западной части континента, однако на сегодняшний день принято считать, что вид полностью исчез на этих территориях.
Где живут утконосы
Привычной средой обитания утконоса является прибрежная зона пресных водоемов. Животное выбирает для постройки жилища обрывистый берег с растительностью. Утконосы выкапывают длинные норы с камерой. Место обитания имеет два выхода: один из них находится ниже уровня воды, а второй на высоте не менее метра над водой. Для маскировки своего жилища утконосы обустраивают входы в жилище в корнях деревьев, в густых зарослях кустарника или водорослей.
Чем питается утконос
Большую часть рациона питания утконоса составляют обитающие на дне и в верхнем слое ила моллюски, рачки, беспозвоночные, насекомые. Он погружается на дно, разрывает лапами или носом ил и выискивает добычу. При нехватке животного корма утконос может питаться водной растительностью.
Нижняя часть клюва имеет узкие каналы, напоминающие сито, что позволяет утконосу процеживать добытую пищу, которую он прячет затем в защечные мешки. После погружения он выныривает на поверхность и остается там в течение какого-то времени, перетирая собравшийся в пасти корм при помощи находящихся в ротовой полости роговых пластинок и зубов.
Ест утконос много: за сутки он потребляет количество корма, равное четверти собственного веса.
Образ жизни
Утконосы проявляют активность в темное время суток. Они выходят на охоту в вечерние часы и находятся в воде на протяжении 10-12 часов, после чего отдыхают в норе. Утконос способен находится под водой до 5 минут, опускаясь на глубину до 7 м.
При нырянии под воду ноздри, глаза и ушные отверстия закрываются клапанами. Для ориентации в пространстве животное использует содержащий множество нервных окончаний клюв. Это одно из немногих животных, способное к электролокации — улавливанию электрических и магнитных полей.
Утконосы не собираются в стаи и ведут обособленный образ жизни. Каждая особь живет отдельно в своей норе и охотится на определенной территории.
Животное очень осторожно, пугливо и плохо приживается в новых условиях. Множество попыток вывоза водоплавающих млекопитающих за границу для заселения в зоопарки и зоосады окончились неудачей.
Утконосы находятся под охраной, их запрещено вывозить с континента и держать, как домашнее животное. Исключением может быть временное содержание для дальнейшего выпуска в естественную среду обитания, либо содержание травмированного животного, не способного к самостоятельной жизни в природе.
Как размножается утконос
Период размножения наступает после непродолжительной зимней спячки. Начинается он обычно в августе и может длиться в течение 2-3 месяцев. К продолжению рода утконосы готовы в возрасте 1 год. Перед спариванием самец ухаживает за самкой, причем известны несколько различных способов проявления внимания к противоположному полу. Утконосы не относятся к моногамным животным: каждый самец может покрыть несколько самок.
Как утконосы заботятся о своем потомстве
После завершения брачного периода забота о потомстве полностью ложиться на самку. Подготовку к появлению детенышей она начинает с постройки отдельного гнезда: роет нору с камерой, которую выстилает травой и листьями, ходы закрывает земляными пробками.
Вызревание яиц в репродуктивной системе самки длиться 14 дней. Обычно утконос откладывает 1-2 яйца. Они небольшие, круглой формы, скорлупа имеет кожистую структуру.
До момента появления потомства самка практически непрерывно высиживает яйца, согревая их своим телом.
Как рождается
Детеныш утконоса появляется на свет, пробивая яйцо изнутри яйцевым зубом. У самки нет привычных молочных желез, поэтому длительное время оставался невыясненным тот факт, что утконос выкармливает детенышей молоком.
Процесс кормления происходит несколько необычным образом. Образующаяся под кожей питательная жидкость выступает на поверхность кожи через поры. При этом создается впечатление, что самка потеет молоком. Накапливаясь, оно стекает в кожные складки, откуда его слизывают детеныши.
В первые три месяца малыши остаются слепыми и полностью зависят от матери. Она покидает их редко и на короткие промежутки. Самка-утконос кормит детенышей до 4-4,5 месяцев, после чего они практически перестают питаться молоком и выходят на самостоятельную охоту.
Почему утконос ядовитый
Шипы напоминают по внешнему виду шпоры у птиц. Они заметны у только появившихся детенышей обоих полов, однако по мере взросления у самок шпоры перестают развиваться и атрофируются. У взрослых самцов каждая шпора соединена протоком с крестцовой железой, в которой происходит выработка яда. Особенно интенсивно ядовитые вещества образуются в период спаривания утконосов.
Враги утконоса
Естественными врагами животного являются песчаные вараны, питоны и некоторые виды тюленей, заплывающие из океана в устья рек.
Основной причиной сокращения численности утконосов является деятельность человека: длительное время проводился отлов животных для добычи меха, много особей гибло, запутавшись в рыболовных сетях. Изменение климата и увеличение объемов водозабора для бытового потребления, орошения сельхозугодий и промышленных нужд привело к снижению уровня воды и ухудшению ее качества.
Как выглядят самые странные животные в мире и почему они стали такими?
На нашей планете настолько много животных, что ученым до сих пор неизвестно их точное число. Новые виды живых созданий обнаруживаются каждый год и постоянные читатели нашего сайта прекрасно об этом знают. Иногда ранее неизвестные науке животные оказываются настолько странными на вид, что ученые сначала не могут поверить своим глазам. Примерно такая реакция у них была на обнаружение утконосов и ехидны. Мало того, что эти создания очень странно выглядят, так они еще являются единственными известными млекопитающими, которые кладут яйца. Ученые долго не могли объяснить это явление, но недавно они смогли понять, как природа допустила такую ошибку. В рамках данной статьи предлагаю вам поближе ознакомиться с этими созданиями и выяснить, что с ними происходило в ходе эволюции.
Утконосы и ехидны — единственные млекопитающие, которые откладывают яйца
Кто такие утконосы?
Утконосы были впервые описаны учеными в XVIII веке. В одном из документов 1802 года это животное упоминается как земноводное создание, похожее на крота. Одним из его необычным качеством было то, что вместо обычного рта у него находился клюв, прямо как у уток. Уже в те времена ученые смекнули, что эта особенность помогает им питаться в воде, как птицам. Эти создания в большом количестве обитают на территории Австралии и ведут ночной образ жизни. Большую часть времени они проводят в неглубоких норах на берегу водоемов. Они питаются мелкими водными животными вроде моллюсков и личинок насекомых.
У утконосов клюв выглядит как пришитый
Длина тела утконосов равна примерно 40 сантиметрам, а длина хвоста достигает 15 сантиметров. Масса тела обычно не превышает 2 килограмм. Ноги у них очень короткие, а хвост почти такой же, как у бобров. Вместо рта у них расположен клюв, но он не такой жесткий, как у птиц. В ротовой полости есть мешки, в которые собирается пища. Также стоит упомянуть, что клюв покрыт кожей со множеством нервных окончаний. При помощи них утконосы замечают электрические импульсы, которые возникают при движении некоторых ракообразных существ. Это помогает им ловить добычу.
Интересный факт: впервые кожа утконоса была привезена в Англию в 1797 году. В то время это животное еще не было открыто и люди считали, что какой-то охотник просто пришил утиный клюв к шкуре бобра.
Кто такие ехидны?
Как и утконосы, ехидны были научно описаны в XVIII веке. Они обитают на территории Австралии и Новой Гвинеи. Хоть ехидны и относятся к тому же отряду что и утконосы, внешне они больше похожи на дикобразов. Их тела покрыты грубой шерстью с обилием острых колючек. Длина тела обычно не превышает 30 сантиметров, а масса обычно равна 2-3 килограммам. Они обладают маленьким ртом без зубов и преимущественно питаются муравьями. Чтобы ловить насекомых, они используют свой клейкий язык. Лапы у них тоже короткие, но обладают мощными когтями, которые помогают им копать землю.
Ехидны похожи на сонных дикобразов
Самые странные животные в мире
Ученые долго не могли понять, каким образом природа смогла создать настолько странных животных. Как и говорилось в начале статьи, утконосы и ехидны являются единственными известными науке млекопитающими, которые откладывают яйца. Чтобы выяснить, почему именно эти млекопитающие создания размножаются таким несвойственным для себя образом, ученые решили изучить их гены. Результаты проведенной ими научной работы были опубликованы в научном журнале Nature.
Утконос, который только что вылупился из яйца
Исследователям уже было известно, что у общего предка современных млекопитающих и птиц было три гена, ответственные за выработку вителлогенина. Так называется предшественник яичного желтка. В ходе эволюции птицы сохранили все три гена и поэтому размножаются при помощи кладки яиц. А млекопитающие, в том числе и человек, полностью утратили этот ген и поэтому о кладке яиц не может быть и речи. А вот утконосы и ехидны потеряли не все гены, поэтому и сохранили способность откладывать яйца.
А детеныши утконосов — это нечто необычайно милое
Часть потерянных генов были заменены способностью вырабатывать белок казеин, который является частью молока. Из-за этого получилось так, что утконосы и ехидны могут класть яйца и давать молоко. Правда сосков у них нет и молоко вырабатываются железами, которые очень похожи на потовые. Получается, что эти создания «потеют» молоком. Вот уж действительно, очень странные и удивительные животные.
Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен. Там вы найдете материалы, которые не были опубликованы на сайте!
Впрочем, на нашей планете и без утконосов полно необычных животных. Взять, к примеру, броненосцев, которые являются самыми зубастыми созданиями в мире. В их рту насчитывается от 80 до 100 зубов, которые используются для поедания муравьев и других небольших насекомых. Подробнее об этих миролюбивых созданиях можно почитать в этом материале.
Утконос
Краткий экскурс в историю утконосов
Эти необычные создания стали настоящим открытием среди ученых, и породили в научной среде ожесточенные споры. На протяжении десятков лет натуралисты изучали утконосов, но до сих пор не сумели раскрыть всех их загадок.
Эволюционный путь утконоса
Отряд однопроходных, к которым принадлежат утконосы, являют собой первую ветвь млекопитающих животных. Так что эти существа имеют очень древнее происхождение, и начали формироваться, как отдельный вид еще в юрском периоде, являясь современникам динозавров.
Родоначальник утконосов отделился от представителей сумчатых и плацентарных приблизительно 145 миллионов лет назад. Но понадобилось еще несколько десятков миллионов лет эволюции, прежде чем их предполагаемый предок приобрел черты нынешних утконосов. По приблизительным оценкам экспертов, возраст найденных в Австралии окаменелых останков древнейшего однопроходного, насчитывает 110 миллионов лет.
Ископаемый зверек, положивший начало линии утконосов, был наполовину рептилией, наполовину грызуном, вел ночной образ жизни, и рожал живых, но недоразвитых детенышей. На каком из эволюционных этапов у предков утконосых созданий сформировалась способность к откладыванию яиц, неизвестно. Но уже 4,5 миллиона лет назад на землях Австралии и Южной Америки, входивших в состав древнего суперконтинента Гондвана, обитало животное, строение тела которого практически полностью идентично с анатомическими особенностями современных утконосов.
В 1984 году в австралийском штате Квинсленд было сделано сенсационное открытие, которое может полностью опровергнуть предыдущую историю эволюции утконосов. Палеонтологи обнаружили кости гигантских утконосых животных, живших в Австралии примерно 15 миллионов лет назад. От нынешних утконосов они отличались только более крупными размерами, и наличием коренных зубов, дающими основание предполагать, что в их рацион кроме беспозвоночных входили рыбы и черепахи. Ученые пока не сумели определить, являются ли они прямыми предками или просто ближайшими родственниками современных утконосых зверьков, но некоторые зоологи уже считают, что эволюционный путь этих созданий был гораздо сложнее, и дальнейшее изучение находки готовит научной среде еще немало сюрпризов.
Головная боль зоологов
Утконосы ведут настолько скрытный образ жизни, что европейцы, впервые высадившиеся у берегов Австралии в 17 веке, познакомились с этими удивительными существами только спустя 2 столетия. Одному из колонистов во время ловли рыбы, попалось на глаза странное водоплавающее животное. Естественно, человек решил изучить невиданного доселе зверя самым примитивным и доступным способом – поразив его стрелой.
Простой фермер так и не смог определить, что же за добыча ему попалась, и решил отправить свою находку в Лондон. Так, в 1797 году первый утконос, а точнее, его шкурка попала в руки британским ученым. И сразу же стала яблоком раздора в научной общественности. Зоологи отказывались верить в существование такого животного, и назвали его подделкой, а робкие голоса некоторых экспертов, поверивших в подлинность шкурки, заглушались возмущенным хором их авторитетных коллег.
Внешний вид утконоса привел в замешательство величайших ученых
Через 2 года странный экспонат попал в руки английскому натуралисту Джорджу Шоу. Он занялся его детальным изучением, и сначала даже надрезал шкурку, выискивая стежки, ведь также не мог поверить, что она подлинная. Но чем больше господин Шоу исследовал необычный экземпляр, тем больше рассеивались его сомнения. И наконец британец сделал ошеломляющее заявление: зверек с телом бобра, перепончатыми лапами и утиным клювом существует!
Конечно, это возобновило жаркие дебаты среди ученых, некоторые даже посчитали Джорджа Шоу сумасшедшим. Но вскоре из Австралии прибыл новый подарок, в виде двух заспиртованных тел утконосов, и зоологам пришлось признать, что такие диковинные животные являются реальностью, а не чьей-то злой шуткой. А четырехлапые обитатели Зеленого континента готовили натуралистам все новые сюрпризы. И ученым понадобилось более сотни лет, прежде чем они смогли поверить в существование животного, которое внешне похоже на млекопитающего, но при этом откладывает яйца, да еще выкармливает малышей молоком, сочащимся из внутренних молочных желез.
Современная история утконосов
Признание людьми не принесло утконосам счастья. Скорее наоборот – чуть не стало причиной их исчезновения. Ведь густой пушистый мех зверьков сделал их объектом охоты, и бесконтрольный промысел привел к катастрофическому уменьшению их численности. Только в начале 20 века охота на утконосов была запрещена, и натуралисты Австралии начали разрабатывать специальную систему из убежищ и заповедных зон, где животные могли спокойно жить и размножаться. На данный момент утконосы находятся в относительной безопасности, но возрождение их популяции происходит медленными темпами, что связано с сокращением и загрязнением их естественной среды обитания.
Внешний вид и физиологические особенности утконоса
Это зверек относится к классу водоплавающих млекопитающих животных, и является единственным подвидом семейства утконосовых. Вместе с другим уникальным обитателем Австралии – ехидной, утконос входит в отряд однопроходных, которых относят к промежуточному типу между рептилиями и млекопитающими.
Утконосы обладают уникальным и неповторимым внешним видом
Утконосы небольшие, приземистые зверьки, с длиной тела от 25 до 40 см, и весом не более 2 кг. У них короткие пятипалые лапки с когтями, которые предназначены и для плавания, и для рытья земли. На передних лапах утконоса есть перепонки, но при необходимости зверек может заворачивать их внутрь, выставляя наружу когти, с помощью которых он и роет свою нору. Плавательные перепонки есть и на задних конечностях, но они развиты слабо, и в воде животное использует их в качестве руля.
Мех у этих созданий короткий, но плотный и густой, с темно-коричневым переливчатым окрасом. Широкий, покрытый мехом хвост утконоса похож на бобровый, и достигает длины 10-15 см. Это одна из самых важных частей тела, ведь хвост выполняет роль баланса при заплыве, и служит своеобразной лопаткой при рытье норы. А самки с помощью своего хвоста обустраивают гнездышко для выращивания детенышей. Хвост утконоса имеет еще одно предназначение: в нем скапливается жировой запас, благодаря которому зверек может пережить недельную голодовку.
Но самой примечательной частью тела утконоса является его голова, точнее, его замечательный клюв. Своей формой клюв животного похож на утиный, он такой же широкий и плоский. Но в отличие от ороговевших и твердых клювов птиц, уникальный нос зверька гибкий и мягкий, так как обтянут эластичной кожей.
Именно клюв утконоса содержит множество нервных окончаний, и наделен электрорецепцией – способностью улавливать магнитное биополе других живых существ. Для обитателя австралийских водоемов это очень важное умение, ведь погружаясь на глубину, его глазные и слуховые проходы полностью скрываются в специальных желобках, и он охотиться, полагаясь на свое обоняние и носовой эхолокатор.
Зоологи затрудняются с ответом, какова продолжительность жизни утконоса в дикой природе. По приблизительным оценкам они живут 10-12 лет.