Стратегии от житейската история и плодовитост

Това, за което ще говорим във видеото, е според мен една от най-интригуващите теми в биологията, а именно разликата при различните видове по отношение на жизнения цикъл и продължителността на живота, както и на коефициента на възпроизводство. Тук например имаме три различни вида. Отляво имаме африкански слон. Както вероятно знаеш, слоновете могат да живеят доста дълго време, особено в природата. Могат да живеят десетилетия, дори 40-50-60 години. Техният жизнен цикъл всъщност наподобява доста човешкия, поне този на модерния човек. През първите 10 години от живота си те са много зависими от родителите си. След това те навлизат в нещо като юношество, което много прилича на това при човека, когато на теория те могат да се размножават, но нямат голяма склонност за това и все още са някак зависими. После преминават към етап, когато започват да се размножават. Те се възпроизвеждат веднъж на всеки от две до четири години. Това е периодът, в който един женски африкански слон прави това. Бременността, периодът, през който малкото слонче е в утробата на майка си, всъщност е по-дълъг, отколкото при хората. При нас този период е девет месеца, а при африканските слонове е 22 месеца. Поради това те могат да се възпроизвеждат веднъж на всеки от две до четири години. Друг пример е... всъщност слоновете и зайците може да не ти изглеждат тясно свързани, но в действителност това е така, ако си представиш цялото дърво на живота. Те са бозайници и всъщност всички, които разглеждаме тук, са животни. Ще обсъдим африканските слонове, зайците и сьомгата. Но това, за което говоря, се отнася за всички живи организми. То засяга бактериите, дърветата – има сериозно разлика по отношение на плодовитостта им, на коефициента на възпроизводство на различните организми. Нека запиша тази дума. Плодовитост. Плодовитостта представлява коефициентът на възпроизводство, а също и разликата в реалната продължителност на живота, независимо дали говорим за дърво бактерия, риба или бозайник. Преминаваме от един бозайник към друг. Да вземем например заека. В зависимост от това за какъв вид заек става въпрос, продължителността на живота му е едноцифрен брой години. Но за разлика от слоновете, зайците не навлизат през първите 10-15-20 години от живота си в репродуктивния етап. За зайците този етап от живота им настъпва в рамките на първите четири-пет месеца, след като се родят. Веднъж навлезли в този етап, показвам го тук в тъмнопурпурния цвят, те могат да се размножават значително. Те имат голяма плодовитост, тоест много висок коефициент на възпроизводство. Всеки път, когато женският заек има зайчило, то може да наброява много зайчета. Числата, които аз открих, са между едно и 14 зайчета. И не само че могат да имат от едно до 14 зайчета в едно зайчило, но и могат да се размножават всеки месец. Всеки месец. Продължителността на живота на женския заек, в зависимост от това за какъв вид става въпрос, може да бъде три, четири, пет, шест години. Въпреки това, представи си, ако те раждат например по 10 зайчета всеки месец в годината. Това прави 120 зайчета. 120 зайчета годишно в продължение на няколко години. Ако допуснем, че грубо половината от тях са женски, то тази половина доста бързо може да навлезе в репродуктивния етап и да започне да се възпроизвежда с подобен коефициент. На индивидуално ниво женският заек има голяма плодовитост, а на ниво популация тази група от зайци също ще има много голяма плодовитост. След това взимаме друг пример и той е сьомгата. Има много видове сьомга. Но най-общо, жизненият цикъл, през който преминава сьомгата, е следният: хайверените зърна се снасят обикновено в някой поток или река, където няма силно течение. След като се появят малките сьомги, обикновено в групи наброяващи стотици или хиляди, те се отправят надолу по реката или потока към океана, като след това им предстои етап на растеж, продължаващ много години, през който те стават все по-големи. През този период те не се размножават, а когато са готови за това, те си проправят път обратно до същия поток, където са родени, или същата река, за да се възпроизведат, като това се отнася както за мъжките, така и за женските. Женските снасят яйцата, а мъжките ги оплождат и след това умират. Така че те имат един репродуктивен акт. Имаме един репродуктивен акт и после смърт, те просто умират. Хората все още изясняват защо това се случва. Значи има един репродуктивен акт и после умират. Всъщност има техническо наименование за видове, които правят това. Сьомгата не е единственият вид, при който се проявява това. Можеш да гледаш на него като на „голям взрив“, когато се наблюдава един репродуктивен акт, при който те имат стотици или дори хиляди яйца, но след това умират. Наричат се раждащи еднократно. Нека го запиша. Така, наричат се раждащи еднократно. Semel идва от латинската дума за „еднократен“, а parity идва от латинската дума за „раждам“, тоест раждам еднократно. Размножават се веднъж и после, както е при сьомгата, умират. Можеш да се съгласиш, че това са еднократно раждащи, но как ще наречем слоновете или зайците. Те могат да имат множество репродуктивни актове. Те се наричат многократно раждащи. Многократно раждащи. Вероятно си чувал/а думата iterate, която означава „да повторя нещо“ или „да правя нещо многократно“. Itero е коренът, означава „повтарям“. Тоест iteroparity значи „раждам многократно“. Всъщност това правят животни като слоновете, както и зайците със сигурност. Интересното в този случай, а и това, което най-много ме учудва, откакто се запознах с този въпрос, когато бях млад, е защо има такава голяма разлика. Защо така е решила природата или защо тези видове са намерили ниши, в които да съществуват, където естественият подбор е селектирал тази много различна продължителност на живота, различните коефициенти на възпроизводство, разликата в плодовитостта, както и многократното и еднократно раждане. Не е чак толкова голяма загадка – хората изследват тези неща и имат добри предположения, но не можем да бъдем сигурни, особено когато става въпрос за различни видове. Рамка, която може да ти послужи като отправна точка, са видовете, които се опитват да подобрят уменията си за оцеляване и не става въпрос за отделния индивид, а става въпрос за това, че те се опитват да опазят генетичната си информация. Видовете и гените, сами по себе си, не правят това, а естественият подбор върши тази работа вместо тях. Нека наречем тази кутия „естествен подбор“. „Естествен подбор“. Това, което излиза оттук, са най-подходящите гени. Когато говоря за най-подходящите гени, нямам предвид, че някои са по-добри от други, а казвам просто, че за конкретната среда тези гени създават белезите, които са най-благоприятни за оцеляването и благоприятстват размножаването. А входящите елементи, които влизат в тази кутия на естествения подбор, са неща като наличие на енергия, на храна, на това, което аз наричам свободна енергия. Наличие, защото очевидно растенията могат да си набавят тази свободна енергия от слънцето. Наличие на енергия. Можем да споменем хищническата среда. Хищническа среда. Също така и болестите. Във всеки един момент, в който даден организъм е жив, той трябва да мисли за тези неща. Трябва да се погрижи да си намери храна или да се бори за храна. Трябва да се притеснява от хищници или от болести. Но отделният индивид не си стои просто така; със сигурност сьомгите не си казват: „-Дано да не се разболея!“ Може би дори въобще не се притесняват от мечките, които биха се опитали да ги хванат, докато плуват нагоре по течението. Но това са факторите, които играят роля в това, как или какво ще бъде селектирано, ако така мога да се изразя. От гледна точка на видовете различните направления са неща като размножаване... Какво решават да правят видовете предвид тези ограничения? И така различните направления са плодовитост, нека ги запиша, коефициент на възпроизводство, възраст на възпроизводство, те са взаимосвързани, неща като продължителност на живота, като всички те са някак свързани помежду си. Продължителност на живота, растеж, здраве. Различните видове и организми непрекъснато вземат компромисни решения. Сьомгата преминава през този дълъг етап, когато решава, че ще вложи по-голямата част от енергията си в растежа и оцеляването и изведнъж превключва на друга предавка и започва да използва голяма част от складираната енергия, за да плува нагоре по течението и да навлезе в репродуктивния етап, и накрая умира. Колкото и спорно да звучи, това се случва, тъй като по този начин се спомага за по-голямото разпростиране на ДНК-то на сьомгата. Може би се добавят и някакви хранителни вещества към водата или пък просто те влагат цялата си енергия нагоре по течението, за да може пътят на тяхното потомство да е по-лесен надолу по течението. Но има също и други компромисни решения. Животни като например женската сьомга могат да снесат хиляди яйца, но малка част от тях наистина успяват да преминат през целия жизнен цикъл. Изчисленията, които съм виждал, гласят, че от тези хиляди яйца, които биват оплодени, само около три успяват да се върнат. Този пример се отнася за червената сьомга. Средно само три успяват да се върнат следващата година. Тук се наблюдава огромно, така да се каже, изтощаване, докато слоновете влагат повече енергия в отделния потомък и има много по-голяма вероятност всеки един от тези потомци да оцелее. Има различни интересни компромисни решения, върху които да се замислим, когато разглеждаме жизнения цикъл, продължителността на живота и неща като плодовитост и как организмите се размножават.