Dlaczego wieloryby przechodzą menopauzę?

Orka przepływa przez ocean w pobliżu wyspy San Juan w stanie Waszyngton we wrześniu 2023 r. Źródło: Louise Johns dla The New York Times.

Menopauza jest dobrze znana kobietom, ale w innych gatunkach jest wyjątkowo rzadkim zjawiskiem. Ubiegłego roku naukowcy donieśli, że samice jednej populacji szympansów żyją długo po minięciu wieku rozrodczego. Ale oprócz szympansów i ludzi badacze znaleźli jasne dowody menopauzy tylko u pięciu gatunków — wszystkie są wielorybami.

Naukowcy od dawna debatują nad tym, dlaczego menopauza ewoluowała. Być może zapewniło to kobietom przewagę ewolucyjną, a może był to efekt uboczny jakiejś innej korzystnej cechy ich życia.

W nowym badaniu analizującym biologię pięciu gatunków wielorybów naukowcy argumentowali, że menopauza zapewniła zwierzętom przewagę ewolucyjną. Mogła na przykład uniemożliwić starszym samicom zajście w ciążę w tym samym czasie co ich córki, unikając w ten sposób konfliktów o zasoby, które zaszkodziłyby obojgu potomkom.

Samuel Ellis, biolog z Uniwersytetu w Exeter, który kierował badaniem opublikowanym w „Nature”, powiedział, że u wielorybów mogła nastąpić menopauza z tych samych powodów, co u ludzi.

„Być może jest to tak niezwykła strategia, że istnieje tylko jeden sposób na rozwinięcie takiego fenomenu”, – powiedział dr Ellis.

U zdecydowanej większości gatunków samice wytwarzają komórki jajowe przez całe życie. Ten wzór jest sensowny w kontekście doboru naturalnego. Im więcej potomstwa samica może wychować przez całe życie, tym więcej kopii jej genów zostanie przekazanych przyszłym pokoleniom. Nawet długowieczne samice zazwyczaj pasują do tego wzorca: na przykład samice słonia pozostają płodne do sześćdziesiątego roku życia.

Pięć gatunków wielorybów – orki, szablogrzbiety waleniożerne, bieługi, grindwale krótkopłetwe i narwale – nie pasuje do tego wzorca. Na przykład samice orki rozmnażają się zazwyczaj tylko do około czterdziestego roku życia, ale mogą przeżyć do dziewięćdziesięciu lat.

Orki są stosunkowo łatwe do zbadania: często pływają w wodach przybrzeżnych i spędzają dużo czasu na powierzchni. Ale inne gatunki w okresie menopauzy mieszkają daleko od brzegu i spędzają dużo czasu nurkując.

„Wiele z tych gatunków jest niezwykle tajemniczych, – stwierdził dr Ellis. – Ocean to ogromne miejsce”.

Zamiast gonić za wielorybami, dr Ellis i jego współpracownicy próbowali wyciągnąć wnioski z danych już zgromadzonych przez biologów morskich. Czasami na przykład grupy wielorybów są masowo wyrzucane na brzeg. Biolodzy morscy, badając ciała tych zwierząt, oceniają ich wiek i przeprowadzają sekcje zwłok samic, aby sprawdzić, czy są w ciąży lub czy nadal wytwarzają komórki jajowe.

Doktor Ellis i jego współpracownicy zebrali dane dotyczące pięciu gatunków wielorybów w okresie menopauzy oraz 27 spokrewnionych gatunków, które nie przechodzą menopauzy, takich jak delfiny i kaszaloty. Korzystając z równań statystycznych, dr Ellis i jego współpracownicy oszacowali średnią długość życia wielorybów, liczbę wydawanego na świat potomstwa i czas ich płodności.

U gatunków, które nie przechodzą menopauzy, samice wielorybów mają wspólną tendencję: większe wieloryby zwykle żyją dłużej.

Wśród pięciu gatunków menopauzalnych pojawił się inny wzór. Samice wielorybów pozostawały płodne tak długo, jak można by to przewidzieć dla wieloryba ich wielkości. Ale potem żyli średnio o 40 lat dłużej niż przewidywana długość życia.

Odkrycie to sugeruje, że menopauza nie ewoluowała dzięki mutacjom, które skracały lata reprodukcyjne wielorybów. Zamiast tego dobór naturalny musiał faworyzować mutacje, które wydłużały życie zwierząt o więcej lat po ustaniu ich reprodukcji.

Jakie zatem korzyści ewolucyjne mogły wyniknąć z tych nowych zachowań reprodukcyjnych? Jedną z możliwości jest to, że starsze samice nie rodzą już w tym samym czasie, w którym rodzi ich własne potomstwo. W ten sposób nie wchodzą z nim w konflikt. Naukowcy sugerują, że w dłuższej perspektywie uniknięcie tego konfliktu umożliwiłoby wielorybom w okresie menopauzy przekazanie większej liczby swoich genów.

Zamiast wdawać się w konflikt z potomstwem, starsze samice wielorybów mogłyby zapewnić im pomoc. W poprzednich badaniach nad orkami naukowcy odkryli, że starsze samice prowadzą swoje stada podczas długich podróży. Również badania nad ludźmi wykazały, że babcie mogą zapewnić dodatkowe pożywienie, co zwiększa szanse na przeżycie ich wnuków.

Fakt, że tylko pięć gatunków wielorybów przeszło menopauzę, sugeruje, że tę przewagę można osiągnąć jedynie w określonych okolicznościach. Doktor Ellis spekuluje, że gatunek potrzebuje szczególnego życia społecznego, w którym samice pozostają w grupie przez długi czas i są blisko spokrewnione z młodszymi członkami grupy.

Rebecca Sear, demograf z London School of Hygiene and Tropical Medicine, która nie była zaangażowana w badania, stwierdziła, że ​​dr Ellis i jego współpracownicy błyskotliwie wykorzystali znalezione dane.

„Myślę, że to zdumiewające, ile wiemy o demografii wielorybów, biorąc pod uwagę, że żyją one w oceanie”, – oznajmiła.

Powiedziała, że ​​ich hipoteza jest wiarygodna, ale wskazała również, że udało im się zbadać stosunkowo niewiele wielorybów.

„Myślę, że powinniśmy zachować szczególną ostrożność przy tego rodzaju pracy, – stwierdziła dr Sear. – To naprawdę interesujące i pouczające, ale nie dostarcza rozstrzygających dowodów na to, dlaczego menopauza w ogóle wyewoluowała”.