Добові коливання температури в гніздах американських алігаторів можуть впливати на співвідношення самців і самок у потомстві сильніше, ніж передбачали попередні наукові моделі. Нове дослідження показало: якщо температура протягом дня підвищується та знижується, самки починають переважати за нижчої середньої температури, ніж у випадку постійного нагрівання. Це може суттєво змінити прогнози щодо впливу глобального потепління на популяції цих рептилій.
Результати роботи опублікували в Journal of Experimental Biology. Дослідження очолила аспірантка Університету Джорджії Карін Ебі, а старшим автором став доцент Бенджамін Парротт.
Як температура визначає стать алігаторів
У алігаторів стать потомства залежить від температури під час певного етапу розвитку ембріона. За нижчих температур зазвичай формуються самки, за помірно високих — самці, а за ще сильнішого нагрівання співвідношення знову зміщується на користь самок.
Подібна схема характерна для всіх сучасних крокодилових. У багатьох черепах механізм інший: за нижчих температур переважають самці, а за вищих — самки.
Щоб передбачити стать майбутніх дитинчат, дослідники зазвичай використовують температурні дані з гнізд і моделі, створені на основі експериментів із яйцями, які утримували за стабільної температури. Проте в природі температура змінюється протягом доби. Тому вчені вирішили перевірити, чи не спотворює така різниця звичні прогнози.
Експеримент із добовими коливаннями температури
У червні 2024 року команда зібрала 167 свіжовідкладених яєць із семи гнізд у природоохоронному центрі Том-Яукі на узбережжі Південної Кароліни. Спочатку яйця утримували за сталої температури, а коли ембріони досягли раннього етапу розвитку, на якому тепло може впливати на стать, їх розподілили між п’ятьма інкубаторами.
Середня температура в них становила приблизно 30, 31, 32, 33 і 34 °C. Водночас протягом кожної доби вона змінювалася приблизно на 3 °C, відтворюючи характерний для природних гнізд цикл нагрівання та охолодження.
За шість-вісім днів до очікуваного вилуплення науковці дослідили ембріони. Для визначення статі вони виміряли активність двох генів, пов’язаних із формуванням яєчників і сім’яників. Таким способом вдалося встановити стать 132 ембріонів.
Самки з’являлися за нижчої середньої температури
У двох найхолодніших групах усі досліджені ембріони виявилися самками. У середніх температурних групах переважали самці: за середньої температури 32 °C їх було 23 із 26, а за 33 °C — 22 із 24. Однак за температури близько 34 °C співвідношення знову змінилося: 23 із 27 ембріонів були самками.
Потім дослідники порівняли результати з моделлю, побудованою на основі 13 попередніх досліджень, які охоплювали 2567 яєць. За нижчих температур прогнози обох підходів загалом збігалися, але в тепліших умовах з’явилася помітна різниця.
За експериментальними даними з добовими коливаннями рівновага між самцями та самками очікувалася за середньої температури приблизно 33,56 °C. Модель, заснована на постійній температурі, прогнозувала таку саму рівновагу лише за 34,92 °C. Різниця становить близько 1,36 °C.
Дослідники також перевірили стандартний метод корекції, який враховує швидший розвиток ембріонів у тепліші години. Він зменшив розбіжність, але не усунув її повністю.
Два різні прогнози для алігаторів до 2100 року
Виявлена закономірність може мати важливі наслідки для прогнозування майбутнього популяцій. У 2015–2018 роках середня температура гнізд у дослідженому районі становила 31,6 °C. За одного зі сценаріїв викидів парникових газів попереднє дослідження прогнозувало її підвищення приблизно до 33,5 °C до 2100 року.
За старою моделлю така температура мала б призвести до появи понад 90% самців. Натомість модель, що враховує добові коливання, прогнозує близько 40% самок.
Різниця принципова: один прогноз вказує на можливий дефіцит самок, інший — на значно збалансованіше співвідношення статей. Якщо кількість самок у популяції суттєво скорочується, це може обмежувати її подальше відтворення.
Чому висновки ще потрібно перевірити
Попри важливі результати, нову модель поки не можна вважати остаточною. Вона ґрунтується на даних про 132 ембріони, тоді як попередня модель враховувала 2567 яєць. Крім того, експеримент охоплював лише одну популяцію алігаторів із Південної Кароліни, а значна частина попередніх досліджень стосувалася тварин із Луїзіани та Флориди.
Науковці також не перевіряли тривалі періоди екстремальної спеки та середні температури 34–35 °C. Необхідно з’ясувати, як короткочасні піки нагрівання впливають на ембріони порівняно з постійно високою температурою.
Дослідження показує, що для прогнозування впливу кліматичних змін недостатньо знати лише середню температуру гнізда. Важливо враховувати і її добовий ритм — адже саме він може суттєво змінювати співвідношення статей у майбутньому поколінні алігаторів.