Птенцы-близнецы

На фото слева — кладка восточной сиалии (Sialia sialis), американской птицы из семейства дроздовых.  Фото из статьи R. L. Bailey, G. E. Clark, 2014. Occurrence of twin embryos in the eastern bluebird.

На фото слева — кладка восточной сиалии (Sialia sialis), американской птицы из семейства дроздовых. В ней четыре небесно-голубых яйца. Справа вы видите пять желторотых птенцов, которые вылупились из этих яиц. Стоп, а почему пять? Обратите внимание на самое крупное яйцо, то, что было справа: в нем развивались близнецы. То, что оба эмбриона выжили и оба птенца успешно вылупились, необыкновенная редкость для птиц, особенно для диких. Почему так получается?

Восточные сиалии — дуплогнездники, занимают естественные дупла или искусственные гнездовья. Слева — самец у дупла. Фото © PixelHawk с сайта flickr.com, штат Нью-Джерси, США, 14 июня 2009 года. Справа — пара у скворечника, самец сидит на крыше. Фото © Steve Guttman, штат Нью-Йорк, США, 6 мая 2017 года

Рассмотрим, как устроено птичье яйцо. Его формирование начинается с того, что оплодотворенная яйцеклетка, содержащая большое количество желтка, начинает постепенно продвигаться из начального отдела яйцевода (у большинства птиц он один, как и яичник) вниз к клоаке. Попутно стенки разных частей яйцевода одевают яйцеклетку в разные оболочки: сначала в желточную, затем в белковую, две подскорлуповых и, наконец, в скорлупу. Желток — это источник питательных веществ для эмбриона, белок — прежде всего источник воды. По мере развития и роста эмбриона часть белка расходуется, пространство между двумя подскорлуповыми оболочками освобождается и заполняется воздухом — формируется воздушная камера. Ближе к моменту вылупления зародыш ориентируется таким образом, чтобы его клюв находился рядом с воздушной камерой. Тогда вылупляющийся птенец сможет пробить подскорлуповую оболочку и сделать свой первый вдох легкими.

Схема строения птичьего яйца. Рисунок из учебника Н. П. Наумов, Н. Н. Карташев, 1979. Зоология позвоночных. Часть 2

А теперь представим, что в яйце развиваются сразу два эмбриона. В нем может быть один или два желтка, но белок всегда один (хотя и несколько больше по массе, чем в случае яйца с одним желтком). И его запасов должно хватить на двоих. Эмбрионы каким-то образом должны удобно разместиться внутри скорлупы и в нужное время сориентироваться клювами в сторону воздушной камеры.

Слева — двухжелтковое яйцо домашней индейки на седьмой день инкубации: T1 и T2 — разнояйцевые близнецы. Фото из статьи K. Damaziak et al., 2014. A Case of Bronze Turkey Twins Developing from Hatching. Справа — яйцо домашнего гуся на 3–4 день инкубации, содержащее два погибших эмбриона разнояйцевых близнецов. Фото из статьи K. Andres et al., 2018. The phenomenon of the monovular twinning in the endangered zatorska goose

При этом им еще нужно умудриться не стать сиамскими близнецами: такие случаи зарегистрированы у домашних и даже у диких птиц (например, у клинохвостого буревестника), но большинство таких эмбрионов погибают еще на ранних стадиях развития.

Чучело двухголового цыпленка в Санкт-Петербургском историческом музее во Флориде, США. Сообщается, что цыпленок родился в Тампе в 1930 году и прожил восемь месяцев. Фото с сайта tampabay.com

Три погибших эмбриона в яйце домашнего гуся, 7–8 день инкубации. Фото из статьи K. Andres et al., 2018. The phenomenon of the monovular twinning in the endangered zatorska goose

Если эмбрионы выжили и не соединились телами или головами в процессе развития, им надо как-то еще вылупиться без посторонней помощи, чтобы при этом желточный мешок ни у кого не порвался. Успех приходит в редких случаях. Так, например, в работе 1953 года сообщается, что из 152 куриных яиц с двойным желтком только в двух эмбрионы дожили до момента вылупления, но только из одного сумели вылупиться птенцы, и то не без помощи ученых. А в исследовании 1940 года около 14% голубиных яиц дожили до стадии вылупления, но ни один птенец не смог вылупиться.

Но успешным вылуплением дело не заканчивается. Близнецы всегда меньше единственного детеныша, и им нужно выдержать конкуренцию за пищу с собратьями. Вот и получается, что близнецы у птиц случаются крайне редко. А тройня — еще реже, и погибает на стадии эмбриона.

А как вообще в яйце могут оказаться близнецы? Есть по крайней мере три варианта: 1) в нормальной оплодотворенной яйцеклетке формируется одна бластодерма (ранняя стадия развития зародыша), но разделяется на две на дальнейших стадиях эмбриогенеза, формируются монозиготные однояйцевые близнецы; 2) на одном желтке формируется две бластодермы, тогда близнецы разные и могут быть разнополыми (бизиготные разнояйцевые); 3) две оплодотворенные яйцеклетки заключаются в одно яйцо, тогда желтков два (близнецы тоже разнояйцевые).

Судя по размерам самого крупного яйца в гнезде восточной сиалии (оно на 11% длиннее и на 12% шире остальных), оно содержало два желтка. Интересно, что близнецы вылупились не последними, после них на свет появился еще один птенец. Прожили близнецы по крайней мере 11 дней: на 11-й день в гнезде было найдено двое мертвых птенцов, но нельзя точно сказать, были ли это те самые близнецы или нет. Птенцы могли погибнуть от голода, не выдержав конкуренции с собратьями, поскольку к восьмому дню после их вылупления самец исчез, и птенцов выкармливала одна самка.

Гнездо восточной сиалии с крупным продолговатым яйцом, вероятно, содержащим два желтка, в этом же гнезде было очень маленькое недоразвитое яйцо (возможно, в нем нет желтка). Яйцо нормального размера (слева) положено для масштаба. Фото © Laura Packer с сайта flickr.com, штат Техас, США, октябрь 2008 года

У домашних индеек частота яиц с двойным желтком — 0,87%, у домашних кур — до 2,8%. Среди диких птиц отмечены случаи появления близнецов у 13 видов, помимо уже упомянутой восточной сиалии. Успешно вылупились два птенца из одного яйца у американского чижа и певчей овсянки; не вылупились, но были обнаружены два эмбриона в одном яйце у пингвина Адели, коричневого пересмешника, серой утки, канадской казарки, новозеландского медососа, домового воробья, ястреба-тетеревятника, попугая нестора-кака, сокола сапсана и клинохвостого буревестника (Ardenna pacifica).

В 2010 году было обнаружено невылупившееся яйцо белогорлой зонотрихии с двумя погибшими эмбрионами внутри, впервые за 22 года наблюдений за этим видом в районе биологической станции на озере Крэнберри (Cranberry Lake) в штате Нью-Йорк, США. За это время было собрано более 200 яиц и задокументировано вылупление 1800 птенцов, и среди них не было ни единого близнеца до 2010 года.

Необычное гнездо восточной сиалии запечатлел участник программы по наблюдению за гнездованием диких птиц NestWatch в Пенсильвании, США, в 2013 году. Это проект гражданской науки, и он еще раз доказывает ее важность. Каждый из вас может внести свой вклад в науку. Интересные факты о птицах записываются в базу данных Зоологического музея МГУ ru-birds.ru либо в международные базы данных ebird.org и inaturalist.org, у них также есть приложения для смартфона. А на сайте zooniverse.org можно пересчитать пингвинов или присоединиться к другому интересному проекту.