Все женщины, побывавшие беременными, знают, насколько сильно меняется их тело на протяжении девяти месяцев вынашивания ребенка. Но теперь ученые наконец-то определили, сколько именно энергии (калорий) требуется для этого процесса.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Science, австралийские ученые подсчитали, что человеческая беременность требует почти 50 000 дополнительных килокалорий за девять месяцев, что эквивалентно 25 кг мороженного (250 пачек). Прежние оценки были гораздо ниже. Ученые в основном исходили из предположения, что большая часть энергии при беременности расходуется на сам плод, который относительно невелик. Однако эволюционный биолог Дастин Маршалл (Dustin J. Marshall) из австралийского Университета Монаша и его студенты обнаружили, что энергия, накапливаемая в тканях младенца, составляет всего около 4% от общих энергозатрат на беременность. Остальные 96% — это дополнительное «топливо», необходимое для организма самой женщины.
Это открытие стало результатом многолетних исследований Маршалла в области метаболизма. Разные виды имеют разные энергетические потребности. Теплокровные млекопитающие, например, способны поддерживать постоянную температуру тела и оставаться активными даже при понижении температуры окружающей среды. Однако быть теплокровным также имеет свои минусы. Поддержание высокого уровня метаболизма требует от млекопитающих постоянно «подбрасывать дрова в топку». Холоднокровная змея, напротив, может обходиться без пищи в течение нескольких недель. Маршалл решил составить полную инвентаризацию энергии, потребляемой десятками видов в течение их жизни. И затем он понял, что большинству самок приходится не только обеспечивать топливом собственный организм, но и вкладывать дополнительную энергию в потомство.
Когда Маршалл начал изучать затраты, связанные с размножением, он не смог найти достоверных цифр. Некоторые исследователи предполагали, что косвенные затраты — то есть энергия, расходуемая самками на поддержание собственного организма во время беременности, — может составлять лишь 20% от прямых затрат энергии, запасенной в тканях плода. Но Маршалл не согласился с этими выводами. Он и его студенты решили самостоятельно оценить эти затраты. Они изучили научную литературу в поисках данных, таких как энергия, запасенная в тканях потомства, а также общий уровень метаболизма самок в период размножения, который ученые могут определить, измеряя потребление кислорода матерями. Объединив эти данные, исследователи оценили затраты на размножение для 81 вида — от насекомых до змей и коз.
Они обнаружили, что размер животного сильно влияет на то, сколько энергии ему требуется для размножения. Микроскопические организмы, называемые коловратками, например, тратят менее миллионной доли калории на производство одного потомка. В то же время белохвостая лань должна израсходовать более 112 000 калорий, чтобы произвести на свет одного детеныша. Метаболизм вида также играет свою роль. Теплокровные млекопитающие тратят в три раза больше энергии, чем рептилии и другие холоднокровные животные того же размера.
Самым большим сюрпризом для Маршалла и его студентов стало обнаружение, что у многих видов косвенные затраты на беременность превышают прямые затраты. Наиболее экстремальные результаты были получены для млекопитающих. В среднем лишь 10% энергии, которую самка млекопитающего расходует во время беременности, идет на ее потомство.
«Это потрясло меня, — говорит Маршалл. — Мы снова и снова возвращались к первоисточникам, потому что цифры казались поразительно высокими по сравнению с теоретическими ожиданиями».
Исследование дает подсказки о том, почему у некоторых видов косвенные затраты выше, чем у других. Змеи, откладывающие яйца, тратят гораздо меньше косвенной энергии, чем змеи, рождающие живых детенышей. Живородящим змеям приходится поддерживать эмбрионы по мере их роста внутри тела, тогда как откладывающие яйца матери могут избавиться от потомства быстрее. Может быть несколько причин, по которым млекопитающие платят столь высокую косвенную цену за беременность. Например, многие виды выращивают плаценту для передачи питательных веществ эмбрионам. Маршалл подозревает, что люди несут особенно высокие затраты, поскольку женщины вынашивают плод дольше, чем большинство других млекопитающих.
По словам Маршалла, новые результаты также могут объяснить, почему самки млекопитающих так много усилий вкладывают в заботу о своем потомстве после родов: потому что они уже вложили огромные ресурсы во время беременности. «У них уже есть колоссальные необратимые затраты в этот проект», — подвел итог Маршалл.
🔥 Смотрите также: