Самые крупные и мелкие яйцеклетки

Прежде чем говорить о рекордсменах среди яйцеклеток, видимо, необходимо дать определение этому понятию. Так вот, яйцеклетка – это женская половая клетка, из которой после ее оплодотворения может развиться новый организм. У птиц же яйцеклеткой называют желток, на поверхности которого находится зародышевый диск, из которого развивается зародыш.

Хотя в большинстве случаев яйцеклетки и крупнее сперматозоидов, тем не менее они все равно чаще всего имеют небольшие размеры. Вообще же, если яйца птиц, рептилий и рыб в некотором приближении тоже считать яйцеклетками, то у многих видов они относительно довольно крупные.

Так, у африканского страуса и сельдевой акулы яйцеклетка достигает 80 миллиметров в диаметре. Это – своеобразный рекорд не только среди половых, но и любых других отдельных клеток.

Скелет и яйцо эпиорниса

Кстати, самка страуса откладывает и самые крупные яйца: одно яйцо этой птицы имеет длину 15–20 см, вес – от 1,5 до 2 кг. Что приблизительно равняется 25–36 куриным яйцам. Естественно, что у столь крупных и тяжелых яиц должна быть и достаточно прочная скорлупа. И впрямь, она у страусиных яиц очень толстая – 0,6 см.

Но даже яйцо страуса выглядит карликом в сравнении с яйцом давно вымершего эпиорниса, известного ученым только по ископаемым останкам. Яйцо этой древней птицы достигало размеров 37,5 см на 24 см, веса – 12 кг, а объёма – 9 литров.

Впрочем, яйца страуса и даже ископаемой птицы эпиорниса значительно уступают таковым акул, которые обитают в придонном слое океанической воды. Яйца этих морских разбойниц упакованы в твердые и прочные капсулы. А перед этим, оплодотворившись в акульих половых путях, они проходят мимо специальной железы, которая выделяет особое вещество, обволакивающее яйцо защитной оболочкой. Причем, в зависимости от вида акул, эта оболочка имеет не только различную форму – грушевидную, спиральную, эллипсовидную, но и цвет – желтый, черный, коричневый.

Само же вещество, из которого состоит капсула, по химическому составу аналогично кератину – соединению, входящему в состав таких прочных природных структур, как, например, копыта и рога.

Так вот капсула акул не только прочная, но и довольно массивная: например, у китовой акулы ее длина 63 сантиметра, а ширина – 40. Одна из вершин этого гигантского яйца украшена мягкими усиками, которые легко обхватывают кораллы, камни, проникают в уступы скал. После же того, как яйцо заякорится, усики отвердевают и уже прочно удерживают капсулу на одном месте.

Кстати, у латимерии – рыбы из далекого прошлого – диаметр каждой икринки около 9 сантиметров. Но их в теле самки совсем немного: около 20. Казалось бы, с таким количеством икры латимерии как виду сохраниться в течение 300 миллионов лет было бы весьма проблематично. Но весь фокус в том, что икринки развиваются в теле самки, и на свет уже появляются вполне самостоятельные рыбки…

Если же отдавать пальму первенства в номинации «самые маленькие рыбьи икринки», то видимо, что победителем в ней должна стать самка угря: диаметр ее икринки – 0,1 миллиметра.

Что же касается самых маленьких птичьих яиц, то они принадлежат самым крохотным птичкам нашей планеты – колибри вида Mellisuga minima, обитающей на Ямайке. Эта кроха откладывает яйца весом всего 0,3 грамма, а диаметром – около 0,6 миллиметра.

А вот самые маленькие яйцеклетки, вероятнее всего, продуцируют самки млекопитающих. Точнее, полёвка пашенная (Microtus agrestis) – один из наиболее примитивных видов млекопитающих. Размеры половой клетки этого животного – около 40 мкм в диаметре. Чтобы нагляднее представить эти размеры, следует вспомнить, что 1 мкм равен одной тысячной доле миллиметра.

Как известно, подавляющее большинство пресмыкающихся, как и птицы, тоже откладывают яйца. И нередко они крупнее птичьих. Самые же большие яйца откладывает самка тигрового питона. Длина одного яйца может достигать 120 мм, а ширина – приблизительно в два раза меньше: около 60 мм. В зависимости от своего физиологического состояния и размеров, самка откладывает от 10 до 100 яиц.

Кладку самка не покидает, а сворачивается вокруг нее кольцом и в таком положении ждет, пока из яиц не вылупятся 50– 60-сантиметровые змейки. Растут они очень быстро и к трехлетнему возрасту достигают 4 метров длины, притом что самые крупные питоны в два раза крупнее.

Самые же маленькие яйца откладывает ящерица Leiolopisma laterale. Их диаметр – около 5,5 миллиметра.

Среди яиц, откладываемых насекомыми, тоже могут быть рекордсмены. Например, у некоторых видов саранчовых семейства Acrididae яйца имеют палочковидную форму длиной 8 миллиметров и диаметром – 1 миллиметр.

Очень маленькие яйца у термитов и мух-однодневок: их диаметр менее 1 миллиметра. Но и это далеко не рекорд. Так, у ряда видов крошечных наездников хальцидов самки откладывают яйца, размеры которых менее 0,25 миллиметра. У клеверной цветочной галлицы их диаметр еще меньше: от 0,3 до 0,1 миллиметра. Поистине микроскопическими яичками разрешаются самки наездников-яйцеедов: их длина от 60 до 250 мкм. А у наездников платигастеров, паразитирующих на личинках галлиц, длина яиц варьируется от 20 до 100 мкм. В Книгу же рекордов Гиннесса занесен крошечный наездник карафрактус (Caraphractus cinctus): одно яйцо этого насекомого весит около 0,0002 мкг. Это значит, что в одном грамме содержится 5 миллионов таких яиц.

А теперь обратимся к самым плодовитым организмам. В этой категории явное лидерство принадлежит рыбам: и в первую очередь луне-рыбе, которая производит до 300 миллионов икринок длиною 2,5 мм и диаметром 1,3 мм. Для наглядности отметим, что если их сложить в одну цепочку, то она будет иметь длину 300 километров. Луне-рыбе, вероятно, принадлежит еще один рекорд: ее малек в 60 миллионов раз меньше своей матери. Морские щуки тоже выметывают немало икры: 28 миллионов. Белокорый палтус отправляет в свободное плавание значительно меньше – 10 миллионов, а треска – 7 миллионов икринок.

Уже в наш век ученым преподнесла «икряной» сюрприз лягушка Noblella pygmaea, найденная в перуанских Андах. Во-первых, это самое маленькое земноводное: взрослая особь этой лягушки вырастает в длину лишь до 10–13 миллиметров.

И, во-вторых, эта малютка откладывает всего 2 яйца (икринки). При этом диаметр каждого из них составляет около 1/3 от размера самой лягушки. Земноводное охраняет эти икринки до тех пор, пока они не созреют и из них не вылупятся микроскопические лягушата.

 

Невероятные эмбрионы

Наверное, каждый имеет хоть какое-то представление об эмбрионах животных. Если же подходить к этому знанию с научных позиций, то можно кратко сказать, что эмбрион, или зародыш, – это организм до рождения.

Естественно, у разных животных эмбрионы имеют различное строение, физиологические и даже поведенческие особенности.

Во-первых, зародыши отличаются своими размерами. Причем между весом или длиной животного и соответствующими параметрами эмбрионов строго установленной связи не наблюдается, хотя в большинстве случаев у крупных организмов рождаются и крупные дети.

Например, у самки синего кита, вес которой достигает 120 тонн и длина – 20 метров, детеныш тоже настоящий гигант: при рождении он имеет длину 7,5 метра и вес в 2 тонны. В течение же полугола малыш вырастает до 15 метров, а это – ежедневная прибавка 4,5 сантиметра в росте и 100–200 килограммов в весе или – 2 миллиметра и 4–8 килограммов в час. Конечно, самке такая скорость роста детеныша дорого обходится: за семимесячный период вскармливания китенка она теряет до 25 % веса.

У некоторых скатов-хвостоколов в относительном весе тоже рождаются очень крупные детеныши: однажды в теле самки нашли двух эмбрионов, которые лишь в два раза оказались меньше матери. И умещались они в ней лишь потому, что были свернуты в трубку.

Очень крупные эмбрионы и у скальных даманов. В помете одной самки обычно насчитывается три детеныша. Но изредка их бывает и шесть. Но детки эти крупные. Например, один измеренный сразу после рождения малыш был лишь вполовину меньше матери.

Однако рекордсменом по относительным размерам можно считать головастика удивительной, или парадоксальной, лягушки, которая водится на острове Тринидад и в бассейне Амазонки. Головастик у нее – настоящий гигант, достигающий 25 сантиметров в длину. Казалось бы, из такого головастика должна вырасти и соответствующих размеров лягушка. Но, оказывается, взрослая лягушка достигает всего 6 сантиметров в длину. Поэтому-то она и называется «удивительная», или «парадоксальная»…

С другой стороны, бывает и так, что у крупных животных детеныши рождаются чуть ли не микроскопических размеров. Так, электрический скат черный гнюс имеет длину до 1,8 метра. А вот детеныши у него очень маленькие: величиной с человеческий ноготь. Вероятнее всего, связаны столь маленькие размеры эмбрионов с тем, что и мощность электрических батарей у таких крох тоже небольшая. А это значит, что самка может не опасаться сильного электрического удара во время родов.

Но, наверное, в относительном весе самые маленькие детеныши рождаются у некоторых видов кенгуру. При весе мамаши в 30 килограммов ее отпрыск при рождении едва достигает массы в 1 грамм. И размер у малюток чуть ли не микроскопический – всего около двух сантиметров.

Детеныш кенгуру в сумке матери

И вот это поистине миниатюрное существо, двигаясь со скоростью улитки по материнскому животу и работая, словно веслами, толстыми и сильными передними лапками, через полчаса попадает в заветную сумку с соском. Правда, определенную помощь малышу в его путешествии оказывает мать: перед самыми родами она начинает старательно вылизывать на своем животе узкую полоску – дорожку к входу в сумку. По мокрой шерсти детеныш и старается ползти.

А когда окажется в сумке, начинает искать сосок, на котором через какое-то время и повисает, как плод на дереве. Даже молоко сам не сосет: мамаша, сокращая особые мышцы, впрыскивает его в глотку крошки-кенгуренка.

Кенгуренок находится в материнской сумке восемь месяцев. Но едва он покидает ее, как в сумке появляется новый малыш. Некоторое время эти молочные братья живут рядом – один, правда, в сумке, другой – на воле.

Итак, у самки кенгуру второй малыш рождается лишь тогда, когда первый немного повзрослеет. Однако, если по какой-то причине малыш, недавно появившийся на свет, погибает, даже вскоре после своего рождения, его место немедленно занимает другой кенгуренок!

Объясняется этот феномен тем, что после появления на свет одного детеныша в чреве самки кенгуру начинает формироваться новый зародыш. Но, достигнув определенной стадии развития, он неожиданно прекращает расти и в таком состоянии пребывает до тех пор, пока будет занята сумка. Но как только она освободится, зародыш, находящийся в чреве матери, начинает быстро развиваться и вскоре оказывается в сумке.

Задержать развитие зародыша могут и самки девятипоясного броненосца, или тату. Причем на целых два года. Оказывается, таким своеобразным образом беременная самка реагирует на стресс. Есть у этих животных и еще одна любопытная особенность: у них всегда рождаются однополые близнецы. Причем их число всегда кратно четырем – обычно четыре, реже – восемь, и в исключительных случаях – двенадцать. Связан этот феномен с тем, что когда оплодотворенное яйцо дробится, образовавшиеся клетки расходятся. Именно в результате этого процесса и появляется несколько эмбрионов с одинаковой наследственностью…

Своеобразные особенности характерны также и для развивающихся зародышей барсуков. Оказалось, что у этих животных после оплодотворения яйцеклетка, вместо того чтобы сразу «заякориться» в стенке матки, от четырех до пяти месяцев находится в «свободном плавании» в околоплодной жидкости. И только после этого она прикрепляется к нужному месту, тем самым запуская механизм настоящей беременности, которая у этих млекопитающих продолжается три месяца. Таким образом, у барсуков от момента оплодотворения до дня рождения малыша проходит семь месяцев.

Впрочем, судя по некоторым сведениям, «путешествие» оплодотворенной яйцеклетки может продолжаться и дольше. Но в любом случае именно благодаря этому своеобразному механизму эмбрионального развития юные барсучата всегда появляются в благоприятный для их развития период года, а именно в конце февраля – начале марта.

Любопытные явления происходят и при развитии черепашьего потомства. Во-первых, пол новорожденных детенышей напрямую зависит от той температуры, при которой происходило их развитие в яйце.

А во-вторых, и это самое интересное, черепаший эмбрион по поверхности желтка передвигается к его «верхушке» – месту, которое находится прямо под куполом яйца. А все дело в том, что в зарытом в почву яйце именно этот участок ближе всего находится к поверхности, обогреваемой солнцем. Поэтому зародыш и перемещается в эту наиболее комфортную зону.

А поскольку дополнительное тепло ускоряет развитие эмбриона, значит, сокращает и время инкубации черепашьей кладки.

А ведь у крохотного эмбриончика полностью отсутствуют скелетно-мышечные структуры, благодаря которым он мог бы передвигаться по желтку; не имеет он также и нервов, чтобы контролировать свои перемещения.

Соответственно, напрашивается очевидный вопрос: а какие же механизмы задействованы в этих рефлекторных перемещениях? Точного ответа на этот вопрос пока нет, но ученые предполагают, что перемещается зародыш по желтку вместе с токами жидкости, скорость и направления которых зависят от расположения источника тепла…

А вот слепые детеныши многих мышевидных грызунов, когда почувствуют голод или холод, а также при отсутствии родителей, начинают издавать ультразвуки, чтобы привлечь внимание взрослых животных.

Ультразвуки испускаются сразу после рождения, однако в первые три дня они еще слабые. Но на 4-й день после рождения интенсивность ультразвуков резко возрастает и на 5-й день достигает максимума, после чего постепенно снижается и прекращается на 13-й день, то есть к тому моменту, когда откроются глаза.

Следует заметить, что детеныши разных видов издают и ультразвуки различной частоты: у рыжей полевки она равна примерно 60 килогерцам, у крысы – 35–55, у золотистого хомячка – 40 килогерцам…

Известно, что зародыш человека на поздних стадиях своего развития совершает ручками или ножками простые движения. Но, оказывается, эмбрионы некоторых животных могут не только шевелить лапками.

Так, среди наездников есть виды – прествичии и карафрактусы, которые вполне комфортно чувствуют себя в водной среде. Основными жертвами этих крошечных паразитических насекомых являются яйца жуков-плавунцов, куда одна или несколько самок откладывают порядка 50 яичек. В них формируются недоразвитые, без трахей и нервной системы, личинки, которые, после обильного двухнедельного питания желтком, превращаются в куколок, из которых вскоре появляются взрослые наездники. И здесь же в яйце они и спариваются. А затем, проделав в стенке яйца отверстие, дружно, один за другим выбираются наружу. Самое же любопытное в поведении этих миниатюрных существ то, что при плавании эти насекомые работают… обеими парами крыльев, как веслами.

Совсем по-иному ведут себя эмбрионы у некоторых живородящих акул, например, сельдевых и песчаных. У этих рыб наблюдается самый настоящий эмбриональный каннибализм: те зародыши, которые были зачаты раньше других и, соответственно, опередившие остальных в развитии, за несколько дней до выхода в «мир безмолвия» начинают пожирать своих недоразвитых братьев и еще не оплодотворенные яйца. Поэтому в помете многих живородящих акул нередко и насчитывается всего только два детеныша.

Но, оказывается, нечто похожее происходит и в гнездах журавлей. Действительно, в кладке этих птиц находится обычно два яйца. Но птенец почему-то один. А причина этого вот в чем.

Как только юный журавленок выберется из яйца и обсохнет, он тотчас поднимается на обе ножки и оглядывается вокруг. И если вдруг птенец заметит около себя одновозрастного брата или сестру, он, не теряя ни минуты, кидается на них, словно на самых заклятых врагов, стремясь ухватить за шею и задушить.

Но «противник» не сдается, а старается проделать то же самое со своим «внутриутробным» родственником. И эта труднообъяснимая схватка будет продолжаться до тех пор, пока сильнейший птенец не задушит слабейшего.

Что же касается родителей, то они с полным спокойствием наблюдают за этим братоубийством и не вмешиваются, словно это обычная детская игра.

С чем связана эта ненависть юного журавленка к своему единокровному братцу или сестрице? – пока неизвестно.

По-разбойничьи ведет себя в чужом гнезде и птенец кукушки: он всеми силами освобождается от соседей, выталкивая их за стены дома. И эта особенность поведения кукушонка вполне объяснима: он борется с будущими пищевыми конкурентами. К тому же они не его родные братья.

Своеобразный феномен демонстрируют головастики мелкой североамериканской лягушки-лопатонога. Оказывается, хищнические или вегетарианские наклонности этой амфибии определяют ее личинки, представленные двумя формами. Одна из них встречается чаще и питается преимущественно растениями и детритом, а другая, более редкая, – обладает сильными челюстями, быстро растет и, достигая более крупных размеров, часто поедает сородичей.

Ученые, разбираясь с этим явлением, обнаружили довольно любопытную закономерность. Оказалось, что появление лягушки-хищницы связано с тем, насколько велика в водоеме плотность двух видов мелких рачков, которыми эта форма в основном питается. Причем, на что следует обратить особое внимание, формируется эта форма не потому, что эти рачки присутствуют в воде, а потому, что головастики ими питаются. Если головастик съедает определенное количество этих ракообразных, он превращается в хищную лягушку. Но если должного количества не наберет, то станет травоядной особью.

И еще несколько рекордов, связанных с зародышами. Так, инкубационный период дольше всех длится у странствующего альбатроса – 75–85 дней, а меньше всех – у большого пестрого дятла и черноклювой кукушки – 10 дней.

Долгое время считалось, что самая продолжительная беременность – у слоних: она продолжается от 21 до 23, а иногда и до 25 месяцев. Однако, как выяснилось, у черного горного углозуба Hynobius nigrescens, обитающего в центральном горном районе Тайваня, продолжительность беременности напрямую зависит от высоты, на которой это животное обитает. Так, на высоте 1400 метров над уровнем моря беременность у этой амфибии может длиться более 3 лет.

Самая же короткая беременность – у малой сумчатой куницы: всего 11 дней. Причем в одном помете может появиться на свет до 24 детенышей. Хотя ее сумка, которая отрастает как раз к началу размножения, и число сосков рассчитаны всего на шесть малюток. Поэтому между слепоглухонемыми крохами и развертывается самая настоящая борьба за существование.

Своеобразный рекорд принадлежит и американской полевке, которая приносит до 13 пометов в год, а в каждом помете – до 22 детенышей.