Рыбы, которые меняют пол: зачем природа изобрела такой механизм и как он работает
Большинство животных рождаются самцами или самками и остаются ими всю жизнь. Но несколько сотен видов рыб устроены иначе: они способны сменить пол уже в зрелом возрасте, причём не случайно, а в ответ на вполне конкретные сигналы. Разбираемся, почему эволюция пошла на такой нестандартный шаг и что именно происходит внутри рыбы.
Три стратегии смены пола
Учёные называют способность рыб менять пол в течение жизни последовательным гермафродитизмом. Среди рыб выделяют три его варианта:
- протандрия, когда самец со временем становится самкой;
- протогиния, когда самка превращается в самца;
- двунаправленная смена пола — когда переход возможен в обе стороны.
Такая эволюционная стратегия позволяет рыбам извлекать из размножения максимум на разных этапах жизни.
Проще всего понять логику на примере рыб-клоунов — они используют протандрию. Эти рыбы живут небольшими группами при одной актинии: во главе всегда стоит самая крупная самка, ниже — самец, ещё ниже — несколько неполовозрелых особей. Самка доминирует и ведёт себя агрессивно по отношению к остальным членам группы; самец менее агрессивен и берёт на себя основную заботу о потомстве. Пока самка жива, иерархия не меняется. Но, стоит ей исчезнуть, самец поднимается на её место и начинает меняться: из-за смены гормонального фона его половые органы постепенно перестраиваются из семенников в яичники, а следующая по размеру особь дорастает до роли нового самца.
Пример зеркальной стратегии — протогинии — синеголовый губан: он живёт в группах, где один крупный доминантный самец контролирует нескольких самок. Если этот самец исчезает, крупнейшая самка начинает переход — и уже через восемь-десять дней заменяет лидера группы и становится способной производить полноценную сперму.
Третья стратегия — двунаправленная смена пола — встречается реже и выглядит, на первый взгляд, неправдоподобно: рыба может стать самцом, потом вернуться к статусу самки, потом снова сменить пол. Так устроены небольшие коралловые бычки рода Trimma. Внутри их тела одновременно присутствует и женская, и мужская репродуктивные ткани, разделённые тонкой перегородкой, — это позволяет переключаться между полами в зависимости от обстоятельств. Такая гибкость особенно ценна при высокой и непредсказуемой смертности: если партнёр внезапно погибает, рыба не тратит время на поиск нового, а сама меняет пол — и пара восстанавливается.
В 2025 году в мире открыли 309 новых видов рыб
Что запускает смену пола
Смена пола у рыб начинается не внутри тела, а снаружи — с изменения социальной обстановки. Исчез доминантный самец, погибла самка-лидер, резко изменилось соотношение полов в группе — всё это рыба воспринимает как стресс. Так исследования синеголового губана показали: когда доминантный самец исчезает из группы, у крупнейшей самки резко возрастает уровень кортизола (гормона стресса), и именно он становится первым звеном в цепочке, которая в итоге меняет пол рыбы.
Дальше в дело вступают половые гормоны. В норме женский тип поддерживается высоким уровнем эстрогенов, мужской — андрогенов. Кортизол подавляет фермент, который производит эстрогены, и в итоге их уровень начинает падать. Вслед за этим вся цепочка генов, поддерживающих женский тип развития, последовательно отключается. В этот момент в работу включаются гены, которые отвечают за развитие особи по мужскому пути.
У разных видов рыб гормональный сдвиг происходит в разных направлениях: у протандрических и протогинических видов картина зеркально противоположная, а у видов с двунаправленной сменой пола оба механизма работают одновременно. Но логика одна: чтобы перестроиться, тело рыбы не отращивает новые органы с нуля, а перепрограммирует уже существующие.
Это перепрограммирование обеспечивается в том числе эпигенетикой. Это не изменение самих генов, а изменение того, какие из них работают в данный момент. Клетки половых органов проходят через промежуточное состояние, в котором буквально переписывается их память о том, к какому полу они принадлежат. У большинства видов после этого пути назад уже нет — смена пола оказывается необратимой.
Цифра дня: каждый четвёртый вид пресноводных рыб в мире находится под угрозой исчезновения
Зачем это эволюции
Главная причина, по которой такой сложный и энергозатратный эволюционный механизм сохранился, — это эффективность. Независимо от направления смены пола, особи неизменно производят больше потомков после перехода, чем до. Именно это и делает стратегию выгодной: она позволяет рыбе за одну жизнь побыть в роли и самца, и самки и извлечь максимум из каждого этапа.
Биологи объясняют это через так называемую модель преимущества размера. Её логика простая: чем крупнее рыба, тем больше потомков она может произвести, но это работает по-разному для самцов и самок. У губанов крупный самец способен занять господствующее положение и контролировать целый гарем самок, в то время как мелкий самец такой возможности лишён. Поэтому рыбе выгодно начать жизнь самкой, вырасти, а потом стать самцом и воспользоваться преимуществом размера. У рыб-клоунов логика обратная: здесь размер важнее для самки, потому что крупная самка производит больше икры. Поэтому самцу выгодно вырасти и стать самкой — именно тогда его вклад в потомство станет максимальным.
При этом смена пола — не редкая причуда природы. Около 500 видов костистых рыб (примерно 2% от всех существующих) меняют пол в течение жизни. Среди них протогиния — смена с самки на самца — встречается чаще всего: она зафиксирована у 314 видов.
Смена пола возникала в эволюции не один раз и не в одной группе рыб. Способность менять пол независимо появилась более чем в 20 семействах из 9 разных отрядов. Это говорит о том, что разные группы рыб приходили к одному и тому же решению самостоятельно просто потому, что оно давало очевидное преимущество перед фиксированным полом.
Рыбы, меняющие пол, — одни из самых удивительных подводных жителей. О том, чем поражают учёных другие морские обитатели, рассказываем в нашем материале.
Подпишитесь на «Рамблер» в Max! Будем на связи вопреки блокировкам и сбоям.