Утконо́с ( лат. Ornithorhynchus anatinus ) — водоплавающее млекопитающее отряда однопроходных , обитающее в Австралии . Это единственный современный представитель семейства утконосовых (Ornithorhynchidae); вместе с ехидновыми образует отряд однопроходных (Monotremata) — млекопитающих, по ряду признаков напоминающих рептилий и немаммальных цинодонтов . Это уникальное животное является одним из символов Австралии ; оно изображено на реверсе австралийской монеты в 20 центов .

История изучения

Утконос был открыт в XVIII веке во время колонизации Нового Южного Уэльса . В опубликованном в 1802 году списке животных этой колонии упоминается «животное-амфибия из рода кротов . Наиболее любопытное его качество — это то, что оно обладает вместо обычного рта утиным клювом, позволяющим ему питаться в иле, как птицам».

Первая шкура утконоса была прислана в Англию в 1797 году. Её вид породил ожесточённые споры среди научной общественности. Сначала шкуру сочли изделием какого-то таксидермиста , пришившего утиный клюв к шкуре зверька, похожего на бобра . Рассеять это подозрение удалось Джорджу Шоу , изучившему посылку и пришедшему к выводу, что это не подделка (для этого Шоу даже надрезал шкуру в поисках стежков). Возник вопрос, к какой группе животных отнести утконоса. Уже после того, как он получил своё научное название, в Англию были доставлены первые зверьки, и выяснилось, что у самки утконоса нет видимых молочных желёз, зато это животное, подобно птицам, имеет клоаку . Четверть века учёные не могли решить, куда отнести утконоса — к млекопитающим , птицам , пресмыкающимся или вообще к отдельному классу, пока в 1824 году немецкий биолог Меккель не обнаружил, что у утконоса всё-таки имеются молочные железы, и самка выкармливает детёнышей молоком . То, что утконос откладывает яйца , было доказано только в 1884 году натуралистом .

Зоологическое имя этому странному животному дал в 1799 году английский натуралист Джордж Шоу — Platypus anatinus , от др.-греч. πλατύς — широкий, плоский, πούς — лапа и лат. anatinus — утиный. В 1800 году Иоганн-Фридрих Блуменбах во избежание омонимии с родом жуков-короедов Platypus изменил родовое название на Ornithorhynchus , от др.-греч. ὄρνις — птица, ῥύγχος — клюв. Аборигены Австралии знали утконоса под многими именами, включая mallangong , boondaburra и tambreet . Ранние европейские переселенцы называли его «утконос» (duckbill), «уткокрот» (duckmole) и «водяной крот» (watermole). В настоящее время в английском языке используется название platypus . В русском языке закрепилось название «утконос».

Внешний вид

Длина тела утконоса 30—40 см, хвоста — 10—15 см, весит он до 2 кг. Самцы примерно на треть крупнее самок. Тело у утконоса приземистое, коротконогое; хвост уплощённый, похож на хвост бобра , но покрыт шерстью, которая с возрастом заметно редеет. В хвосте утконоса, как у тасманийского дьявола , откладываются запасы жира. Мех у него густой, мягкий, обычно тёмно-коричневый на спине и рыжеватый или серый на брюхе. Голова круглая. Впереди лицевой отдел вытянут в плоский клюв длиной около 65 мм, шириной 50 мм. Клюв не жёсткий, как у птиц, а мягкий, покрытый эластичной голой кожей, которая натянута на две тонкие, длинные, дугообразные косточки. Ротовая полость расширена в защёчные мешки, в которых во время кормёжки запасается пища. Внизу у основания клюва самцы имеют специфическую железу , продуцирующую секрецию с мускусным запахом. У молодых утконосов имеется 8 зубов , однако они непрочные и быстро стираются, сменяясь ороговевшими пластинками.

Лапы у утконоса пятипалые, приспособленные как для плавания, так и для рытья земли. Плавательная перепонка на передних лапах выдаётся перед пальцами, но может подгибаться таким образом, что когти оказываются выставленными наружу, превращая плавательную конечность в копательную. Перепонки на задних лапах развиты намного слабее; для плавания утконос использует не задние лапы, как другие полуводные звери, а передние. Задние лапы в воде выступают в роли руля, а хвост служит стабилизатором. Походка утконоса на суше больше напоминает походку рептилии — ноги он ставит по бокам тела.

Носовые отверстия у него открываются на верхней стороне клюва. Ушных раковин нет. Глаза и ушные отверстия расположены в желобках по сторонам головы. Когда животное ныряет, края этих желобков, как и клапаны ноздрей, смыкаются, так что под водой у него не действуют ни зрение, ни слух, ни обоняние. Однако кожа клюва богата нервными окончаниями, и это обеспечивает утконосу не только высокоразвитое осязание, но и способность к электролокации. Электрорецепторы клюва могут обнаруживать слабые электрические поля , которые возникают, например, при сокращении мускулатуры ракообразных , что помогает утконосу в поисках добычи. Отыскивая её, утконос во время подводной охоты непрерывно водит головой из стороны в сторону.

Системы органов

Особенности органов чувств

Утконос — единственное млекопитающее, имеющее развитую электрорецепцию . Электрорецепторы обнаружены также у ехидны , но использование ею электрорецепции вряд ли играет важную роль в поисках добычи.

Особенности метаболизма

У утконоса примечательно низкий обмен веществ по сравнению с другими млекопитающими; нормальная температура его тела — всего 32 °C. Однако при этом он прекрасно умеет регулировать температуру тела. Так, находясь в воде при 5 °C, утконос может в течение нескольких часов поддерживать нормальную температуру тела за счёт увеличения уровня метаболизма более чем в 3 раза.

Яд утконоса

Утконос — одно из немногих ядовитых млекопитающих (наряду с некоторыми землеройками и щелезубами , а также толстыми лори — единственным родом известных ядовитых приматов ), обладающими токсичной слюной.

У молодых утконосов обоих полов на задних лапах находятся зачатки роговых шпор. У самок к годовалому возрасту они отпадают, а у самцов продолжают расти, достигая к моменту полового созревания 1,2—1,5 см длины. Каждая шпора связана протоком с бедренной железой, которая во время брачного сезона вырабатывает сложный «коктейль» из ядов . Самцы используют шпоры во время брачных поединков. Яд утконоса может убить динго или иное некрупное животное. Для человека он в целом не смертелен, однако вызывает очень сильную боль, а на месте укола развивается отёк , который постепенно распространяется на всю конечность. Болевые ощущения ( гипералгезия ) могут продолжаться много дней или даже месяцев.

У других яйцекладущих — ехидн — на задних лапах также имеются зачаточные шпоры, однако они не развиты и не ядовиты.

Репродуктивная система

Репродуктивная система самца утконоса обычна для млекопитающих, за исключением того, что тестикулы у него находятся внутри тела, возле почек (низкая температура тела не препятствует сперматогенезу), а также присутствует раздвоенный (многоголовчатый) пенис , обычный у большинства примитивных млекопитающих отряда однопроходных (утконос, ехидна ) и отряда сумчатых ( опоссум , коала и другие).

Репродуктивная система самки отличается от таковой у плацентарных животных. Её парные яичники похожи на яичники птицы или рептилии; функционирует только левый, правый недоразвит и не производит яиц.

Определение пола

В 2004 году учёные из Австралийского национального университета в Канберре обнаружили, что утконос имеет 10 половых хромосом , а не две (XY), как большинство млекопитающих. Соответственно, комбинация XXXXXXXXXX даёт самку , а XYXYXYXYXY — самца . Все половые хромосомы связаны в единый комплекс, который ведёт себя в мейозе как единое целое. Поэтому у самцов образуются сперматозоиды , имеющие цепочки XXXXX и YYYYY. Когда сперматозоид XXXXX оплодотворяет яйцеклетку, рождаются утконосы женского пола, если сперматозоид YYYYY — утконосы мужского пола. Хотя хромосома утконоса X1 имеет 11 генов , которые обнаруживаются во всех X-хромосомах млекопитающих, а хромосома X5 имеет ген , который называется DMRT1 и встречается в Z-хромосоме у птиц , являясь ключевым полообразующим геном птиц, в целом геномные исследования показали, что пять половых X-хромосом утконоса гомологичны Z-хромосоме птиц . У утконоса не обнаружен ген SRY (ключевой ген определения пола у млекопитающих). Для него характерна неполная дозовая компенсация , недавно описанная у птиц. Видимо, механизм определения пола утконоса сходен с таковым у его яйцекладущих предков .

Образ жизни и питание

Утконос — скрытное ночное полуводное животное, населяющее Восточную Австралию на обширном ареале от холодных плато Тасмании и Австралийских Альп до дождевых лесов прибрежного Квинсленда . На севере его ареал доходит до полуострова Кейп-Йорк ( Куктаун ). О распространении утконоса внутри материка известно меньше. Видимо, он полностью исчез в Южной Австралии (кроме о. Кенгуру) и на большей части бассейна рек Муррей - Дарлинг . Причиной этому, вероятно, стало загрязнение вод, к которому утконос очень чувствителен. Он предпочитает температуру воды 25—29,9 °C; в солёной воде не встречается.

Обитает утконос по берегам небольших рек и стоячих водоёмов. Убежищем ему служит прямая нора (длиной до 10 м), с двумя входами и внутренней камерой. Один вход подводный, другой расположен в 1,2—3,6 м над уровнем воды, под корнями деревьев или в зарослях.

Утконос превосходно плавает и ныряет, оставаясь под водой до 5 минут. Питается мелкими водными животными, взбаламучивая клювом ил на дне водоёма и ловя поднявшуюся живность. Наблюдали, как утконос, кормясь, переворачивает камни когтями или с помощью клюва. Поедает он ракообразных , червей, личинок насекомых ; реже головастиков, моллюсков и водную растительность. Набрав пищу в защёчные мешки, утконос поднимается на поверхность и, лёжа на воде, перетирает её роговыми челюстями. В воде он проводит до 10 часов в сутки, поскольку в день ему требуется съедать количество пищи, составляющее до четверти его собственного веса. Активен утконос ночью и в сумерках.

В природе враги утконоса немногочисленны. Изредка на него нападают варан , питон и заплывающий в реки морской леопард .

Размножение

Каждый год утконосы впадают в 5—10-дневную зимнюю спячку, после которой у них наступает период размножения. Продолжается он с августа по ноябрь. Спаривание происходит в воде. Самец кусает самку за хвост, и некоторое время зверьки плавают по кругу, после чего происходит спаривание (помимо этого, зафиксировано ещё 4 варианта ритуала ухаживания). Самец покрывает нескольких самок; постоянных пар утконосы не образуют.

После спаривания самка роет выводковую нору. В отличие от обычной норы она длиннее и заканчивается гнездовой камерой. Внутри строится гнездо из стеблей и листьев; материал самка носит, прижав хвостом к животу. Затем она закупоривает коридор одной или несколькими земляными пробками толщиной 15—20 см, чтобы защитить нору от хищников и паводка. Пробки самка делает с помощью хвоста, который использует, как каменщик мастерок. Гнездо внутри всегда бывает влажным, что предохраняет яйца от высыхания. Самец не принимает участия в постройке норы и выращивании молодняка.

Через 2 недели после спаривания самка откладывает 1—3 (обычно 2) яйца. Яйца утконоса похожи на яйца рептилий — они округлые, маленькие (11 мм в диаметре) и покрыты грязно-белой кожистой скорлупой. После кладки яйца слипаются между собой клейкой субстанцией, которая покрывает их снаружи. Инкубация продолжается до 10 дней; во время насиживания самка редко покидает нору и обычно лежит, свернувшись вокруг яиц.

Детёныши утконоса рождаются голыми и слепыми, длиной примерно 2,5 см. При вылуплении из яйца они пробивают скорлупу яйцевым зубом, отваливающимся сразу после выхода из яйца. Самка, лёжа на спине, перемещает их к себе на брюхо. Выводковой сумки у неё нет. Мать вскармливает детёнышей молоком , которое выступает через расширенные поры на её животе. Молоко стекает по шерсти матери, скапливаясь в особых бороздках, и детёныши его слизывают. Мать покидает потомство только на краткое время, чтобы покормиться и высушить шкуру; уходя, она закупоривает вход почвой. Глаза у детёнышей открываются на 11-й неделе. Молочное вскармливание продолжается до четырёх месяцев; в 17 недель детёныши начинают выходить из норы на охоту. Половой зрелости молодые утконосы достигают в возрасте 1 года.

Продолжительность жизни утконосов в природе неизвестна; в неволе они живут в среднем 10 лет.

Статус популяции и охрана

Утконосы ранее служили объектом промысла из-за ценного меха, однако в начале XX века охота на них была запрещена. В настоящее время их популяция считается сравнительно стабильной, хотя из-за загрязнения воды и деградации среды обитания ареал утконоса становится всё более мозаичным. Определённый ущерб ему нанесли и завезённые колонистами кролики , которые, роя норы, беспокоили утконосов, заставляя их покидать обжитые места.

Австралийцы создали специальную систему заповедников и «убежищ» (sanctuary), где утконосы могут чувствовать себя в безопасности. Среди них наиболее известны заповедник Хилсвилл в штате Виктория и Уэст-Бёрли в Квинсленде . Утконос — легко возбудимое, пугливое животное, поэтому в течение долгого времени не удавалось вывозить утконосов в зоопарки других стран. Впервые утконос был успешно вывезен за границу в 1922 году, в Нью-Йоркский зоосад, но прожил он там только 49 дней. Попытки разводить утконосов в неволе увенчались успехом всего несколько раз.

Эволюция утконоса

Однопроходные являются выжившими представителями одной из самых ранних ветвей млекопитающих . Возраст древнейшего однопроходного, обнаруженного в Австралии , — 110 млн лет ( Steropodon ). Это был небольшой, похожий на грызуна зверёк, который вёл ночной образ жизни и, скорее всего, не откладывал яиц, а рожал сильно недоразвитых детёнышей. Окаменелый зуб другого ископаемого утконоса ( обдуродон ), найденный в 1991 году в Патагонии ( Аргентина ), указывает, что, скорее всего, предки утконоса попали в Австралию из Южной Америки , когда эти континенты входили в суперконтинент Гондвана . Ближайшие предки современного утконоса появились около 4,5 млн лет назад, тогда как самый ранний ископаемый образец собственно Ornithorhynchus anatinus датируется плейстоценом . Ископаемые утконосы напоминали современных, но были меньше по размерам.

В мае 2008 года было объявлено, что расшифрован геном утконоса. У утконоса пол определяется не одной парой, а пятью парами половых хромосом . Секвенирование генома утконоса показало что половые хромосомы утконоса имеют больше сходства с Z-хромосомой птиц, а ген SRY , вероятно, не участвует в его половой дифференциации . Кроме того, 166 млн лет назад у однопроходных отсутствовало хромосомное определение пола . Оценка возраста хромосомной системы определения пола базируется на исследованиях, показавших, что последовательности в X-хромосоме сумчатых и плацентарных млекопитающих присутствуют в аутосомах утконоса и птиц . Анализ полных геномов ехидны и утконоса 2021 года показывает, что предки ехидновых и утконосовых разделились 55 млн лет назад ( эоцен ) .

Примечания

Литература

• M. L. Augee: Platypus and Echidnas. The Royal Zoological Society, New South Wales 1992. ISBN 0-9599951-6-1 .
• T. R. Grant: Fauna of Australia . 16. Ornithorhynchidae .
• Bernhard Grzimek: Grzimeks Tierleben . Bd 10. Säugetiere 1. Droemer Knaur, München 1967, Bechtermünz, Augsburg 2000. ISBN 3-8289-1603-1 .
• Ann Moyal: Platypus. The Extraordinary Story of How a Curious Creature Baffled the World . Smithsonian Press, Washington DC 2001. ISBN 1-56098-977-7 .
• Ronald Strahan: Mammals of Australia . Smithsonian Press, Washington DC 1996. ISBN 1-56098-673-5 .
• Jaime Gongora, Amelia B. Swan et al.: Genetic structure and phylogeography of platypuses revealed by mitochondrial DNA . Journal of Zoology. Vol. 286, Iss. 2, pp. 110—119, February 2012 .

Ссылки

• .
• .
• (англ.)
• Jaime Gongora, Amelia B. Swan et al.,: Genetic structure and phylogeography of platypuses revealed by mitochondrial DNA . Journal of Zoology. Vol. 286, Iss. 2, pp. 110—119, February 2012 .