Что такое гемипенисы и как они устроены.
Парные копулятивные органы змей и ящериц называются гемипенисами (каждый по отдельности – гемипенис). Они находятся внутри основания хвоста, в специальных карманах. Именно поэтому у самцов хвост обычно толще, чем у самок – там просто больше места для хранения.
Каждый гемипенис соединён со своим семенником: сперма из правого семенника выходит через правый гемипенис, из левого – через левый. У млекопитающих, включая человека, сперма из обоих семенников смешивается перед эякуляцией, и пенис один. У змей всё иначе.
Гемипенисы покрыты шипиками, бугорками и другими выступами, форма которых уникальна для каждого вида. Это работает как «ключ к замку»: структура гемипениса соответствует внутреннему строению самки того же вида, что предотвращает межвидовые гибриды в природе. Кстати, из-за этого разнообразия строение гемипенисов часто используют для определения видовой принадлежности.
На гемипенисе есть специальный желобок (sulcus spermaticus), по которому течёт сперма. В отличие от млекопитающих, это не закрытая трубочка, а открытый канал. Во время спаривания стенка клоаки самки дополняет его, образуя полноценный проток.
Каждый гемипенис соединён со своим семенником: сперма из правого семенника выходит через правый гемипенис, из левого – через левый. У млекопитающих, включая человека, сперма из обоих семенников смешивается перед эякуляцией, и пенис один. У змей всё иначе.
Гемипенисы покрыты шипиками, бугорками и другими выступами, форма которых уникальна для каждого вида. Это работает как «ключ к замку»: структура гемипениса соответствует внутреннему строению самки того же вида, что предотвращает межвидовые гибриды в природе. Кстати, из-за этого разнообразия строение гемипенисов часто используют для определения видовой принадлежности.
На гемипенисе есть специальный желобок (sulcus spermaticus), по которому течёт сперма. В отличие от млекопитающих, это не закрытая трубочка, а открытый канал. Во время спаривания стенка клоаки самки дополняет его, образуя полноценный проток.
Как происходит спаривание.
Во время спаривания самец использует только один из двух гемипенисов. Он выворачивается наружу, как носок, и вводится в клоаку самки. Выбор стороны зависит от позы и от того, какой гемипенис был задействован в предыдущей вязке.
Самки змей – удивительные создания. Они могут хранить сперму в течение нескольких лет (до пяти и более) в специальных карманах репродуктивного тракта. Это означает, что даже если вы купили самку, которая давно не контактировала с самцом, она всё равно может принести потомство от прежнего партнёра. Более того, самка способна спариваться с несколькими самцами, а затем выбирать, чьей спермой оплодотворить яйца. Такой выбор, вероятно, основан на качестве генетического материала (например, на разнообразии генов иммунной системы).
Эта способность – настоящая головная боль для заводчиков, но и огромное преимущество в природе. Она позволяет самке получать наиболее жизнеспособное потомство и избегать инбридинга. У маисовых и техасских полозов эта особенность тоже есть, что нужно учитывать при планировании вязок.
Самки змей – удивительные создания. Они могут хранить сперму в течение нескольких лет (до пяти и более) в специальных карманах репродуктивного тракта. Это означает, что даже если вы купили самку, которая давно не контактировала с самцом, она всё равно может принести потомство от прежнего партнёра. Более того, самка способна спариваться с несколькими самцами, а затем выбирать, чьей спермой оплодотворить яйца. Такой выбор, вероятно, основан на качестве генетического материала (например, на разнообразии генов иммунной системы).
Эта способность – настоящая головная боль для заводчиков, но и огромное преимущество в природе. Она позволяет самке получать наиболее жизнеспособное потомство и избегать инбридинга. У маисовых и техасских полозов эта особенность тоже есть, что нужно учитывать при планировании вязок.
Зачем нужны два пениса?
Вот мы и подошли к главному вопросу. Если самец всё равно использует только один гемипенис за раз, почему их два?
Ответ кроется в конкуренции спермы и репродуктивной стратегии. У самцов змей нет гарантии, что после спаривания их сперма будет использована – самка может предпочесть другого. Поэтому эволюция дала им «запасной вариант».
Исследования на ящерицах (а механизм у змей тот же) показали, что самец может спариваться с несколькими самками, используя по очереди разные гемипенисы. Если же он вынужден спариваться несколько раз подряд одним и тем же гемипенисом (например, из-за экспериментальной блокировки второго), концентрация спермы в каждой следующей вязке падает. А значит, шансы на отцовство снижаются.
Таким образом, наличие двух гемипенисов позволяет самцу эффективно распределять сперму между несколькими самками, повышая свои шансы на потомство. Это особенно важно в условиях жёсткой конкуренции, когда самки спариваются с десятками партнёров.
Ответ кроется в конкуренции спермы и репродуктивной стратегии. У самцов змей нет гарантии, что после спаривания их сперма будет использована – самка может предпочесть другого. Поэтому эволюция дала им «запасной вариант».
Исследования на ящерицах (а механизм у змей тот же) показали, что самец может спариваться с несколькими самками, используя по очереди разные гемипенисы. Если же он вынужден спариваться несколько раз подряд одним и тем же гемипенисом (например, из-за экспериментальной блокировки второго), концентрация спермы в каждой следующей вязке падает. А значит, шансы на отцовство снижаются.
Таким образом, наличие двух гемипенисов позволяет самцу эффективно распределять сперму между несколькими самками, повышая свои шансы на потомство. Это особенно важно в условиях жёсткой конкуренции, когда самки спариваются с десятками партнёров.
Репродуктивные стратегии у разных видов.
У разных змей стратегии спаривания могут различаться. Например, у канадских подвязочных змей после выхода из зимовки образуются огромные «брачные клубки», где каждый самец пытается оплодотворить самку. Здесь конфликт полов достигает максимума.
У техасских гремучников (Crotalus atrox) крупные самцы охраняют своих партнёрш в течение всего сезона. Но даже это не гарантирует им отцовства, потому что самки могли сохранить сперму от прошлых лет и использовать её.
У тропических видов, где нет зимней спячки, стратегии разнообразнее, но изучены хуже. Например, у австралийских змей Stegonotus cucullatus более крупные самцы оставляют больше потомства – вероятно, из-за более успешной конкуренции.
Для маисовых и техасских полозов, как и для многих других ужеобразных, характерно весенне-осеннее спаривание, часто после зимовки. Самки могут хранить сперму, поэтому важно учитывать происхождение самки, если вы планируете чистоту линии.
У техасских гремучников (Crotalus atrox) крупные самцы охраняют своих партнёрш в течение всего сезона. Но даже это не гарантирует им отцовства, потому что самки могли сохранить сперму от прошлых лет и использовать её.
У тропических видов, где нет зимней спячки, стратегии разнообразнее, но изучены хуже. Например, у австралийских змей Stegonotus cucullatus более крупные самцы оставляют больше потомства – вероятно, из-за более успешной конкуренции.
Для маисовых и техасских полозов, как и для многих других ужеобразных, характерно весенне-осеннее спаривание, часто после зимовки. Самки могут хранить сперму, поэтому важно учитывать происхождение самки, если вы планируете чистоту линии.
Асимметрия: правши и левши.
У некоторых видов, например у подвязочных змей, обнаружена асимметрия: правый семенник крупнее левого, и самцы чаще используют правый гемипенис, если только что не спаривались с его помощью. Возможно, это связано с анатомией и эффективностью. У маисовых полозов таких явных данных нет, но у них, как и у большинства змей, гемипенисы симметричны.
Немного эволюции.
Интересно, что раздвоенный пенис встречается не только у чешуйчатых. У самых примитивных млекопитающих – ехидн и утконосов – тоже есть нечто подобное. У ехидн пенис четырёхглавый, но устроен по тому же принципу: используется одна сторона за раз, сперма из обоих семенников не смешивается. У утконосов пенис раздвоен, но функционирует только левая сторона.
Это наводит на мысль, что общий предок всех амниот (рептилий, птиц и млекопитающих) мог обладать раздвоенным пенисом, а затем в разных линиях эволюция пошла своими путями. Впрочем, это лишь гипотеза, требующая подтверждения.
Это наводит на мысль, что общий предок всех амниот (рептилий, птиц и млекопитающих) мог обладать раздвоенным пенисом, а затем в разных линиях эволюция пошла своими путями. Впрочем, это лишь гипотеза, требующая подтверждения.
Что это значит для заводчика.
Знание репродуктивной биологии помогает избежать ошибок в разведении:
- Хранение спермы. Если вы купили взрослую самку, даже если она давно жила одна, она может принести потомство от прежнего партнёра. Это особенно важно при работе с редкими морфами.
- Выбор самки. Самка, спарившаяся с несколькими самцами, может использовать сперму лучшего (по её «мнению») производителя. Поэтому иногда потомство от ценного самца не гарантировано, даже если вязка состоялась.
- Планирование вязок. Чтобы повысить шансы на успех, самцам дают отдых между спариваниями, чтобы восстановить запас спермы. Наличие двух гемипенисов позволяет чередовать стороны, но ресурс всё равно ограничен.
- Избегание инбридинга. В природе самки предпочитают генетически разнообразных партнёров. В неволе мы можем использовать это, подбирая пары с разными линиями.
Заключение.
Два пениса у змей – не прихоть природы, а результат миллионов лет эволюции, направленной на повышение репродуктивного успеха в условиях жёсткой конкуренции. Эта особенность тесно связана со способностью самок хранить сперму и выбирать отца потомства. Понимание этих механизмов поможет вам грамотно подходить к разведению маисовых и техасских полозов, а также других видов.
Источник здесь.