Представьте, что вы услышали выигрышные номера лотереи Powerball, но вы не знали, когда эти номера будут названы - только то, что в какой-то момент в течение следующих 10 лет или около того они будут названы. Несмотря на финансовые затраты, связанные с ежедневной игрой в эти числа в течение этого периода, выигрыш достаточно велик, чтобы это того стоило.

Животные, живущие в сильно меняющихся условиях, играют в подобную лотерею, когда речь идет об их дарвиновской приспособленности, или о том, насколько хорошо они смогут передать свои гены. В новом исследовании, проведенном под руководством Мичиганского университета, ученые обнаружили, что рыжие белки, которые играли в азартные игры на воспроизводство, превзошли своих собратьев, даже если это стоило им в краткосрочной перспективе.

По словам Лорен Петрулло, ведущего автора исследования и постдокторанта Национального научного фонда по биопсихологии в Мичиганском университете, естественный отбор благоприятствует самкам белок, у которых в годы изобилия пищи рождаются большие пометы, поскольку они вносят много малышей в генофонд.

"Мы были удивлены, обнаружив, что некоторые самки рожают много детенышей в те годы, когда у них не будет достаточно пищи, чтобы их малыши пережили зиму", - сказала она. "Поскольку производить потомство биологически дорого, мы хотели узнать, почему эти самки совершают ошибку в своей репродуктивной стратегии".

Исследуемые белки живут в канадском Юконе и переживают "мастовый год", или бум их основного источника пищи - семян из шишек белых елей - раз в четыре-семь лет. Белки прогнозируют большой урожай корма до его наступления и увеличивают размер помета в предшествующие месяцы, обеспечивая лучшее выживание своих малышей и лучшую физическую форму для себя.

"На нашем участке постоянно идет перетягивание каната между деревьями и белками, - говорит Петрулло, - каждый игрок пытается обмануть другого ради собственной выгоды".

Петрулло и Бен Данцер, доцент кафедры психологии, экологии и эволюционной биологии Университета штата Массачусетс, использовали данные, собранные в рамках проекта Kluane Red Squirrel Project, совместного 34-летнего полевого исследования с участием Университета штата Массачусетс, Университета Колорадо, Университета Альберты и Университета Саскачевана.

"Каждый год мы собираем данные о том, сколько детенышей производят на свет белки и сколько еловых шишек едят белки", - сказал Данцер.

Ученые оценили воспроизводство самок белок во время пищевых бумов и спадов, обнаружив различия в их физической форме в зависимости от того, играли ли они в азартные игры со своей репродуктивной стратегией или нет. В то время как некоторые белки играли в безопасность, сохраняя размер приплода каждый год, те, кто использовал подход "пирога в небе", рожая большие приплоды даже в условиях нехватки пищи, имели более высокую приспособленность на протяжении всей жизни, если им удавалось пережить мачтовый год, показало исследование.

Однако, в отличие от примера с Powerball, белкам не гарантирован выигрыш.

"В некотором смысле, эта стратегия игры с размерами приплода похожа на игру с огнем", - говорит Петрулло. "Поскольку средняя продолжительность жизни белки составляет 3,5 года, а мачты случаются только раз в четыре-семь лет, самка может потенциально саботировать свою физическую форму, рожая слишком много детей в малокормные годы, надеясь на мачту, когда она может умереть, так и не дождавшись мачты. Это может быть очень дорого".

С другой стороны, для белок цена отказа от игры в размножение может оказаться непреодолимой, если в итоге они упустят свой шанс на джекпот.

"Самке практически невозможно компенсировать затраты на фитнес, связанные с тем, что она не активизировала воспроизводство в мачтовый год, поэтому ставки чрезвычайно высоки", - говорит Петрулло.

Самки, которые увеличивали размер приплода в малокормные годы, действительно получали краткосрочный удар по своей физической форме. Но они с большей вероятностью увеличат размер помета, если и когда наступит маст, забрав домой главный приз - больший репродуктивный успех на протяжении всей жизни, сказала она.

По мнению исследователей, белкам лучше всего рискнуть и понести краткосрочные затраты на фитнес, чтобы избежать несравнимых затрат, связанных с полным упущением джекпота.

"Определение относительной стоимости различных типов ошибок является ключом к пониманию того, почему животные совершают то, что нам кажется ошибками", - сказал Петрулло.

Ученые пока не знают, как именно белки могут прогнозировать будущее производство пищи. Возможно, животные поедают части ели, которые влияют на их физиологию и изменяют количество детенышей, сказал Данцер.

"Это очень интересно, поскольку позволяет предположить, что белки подслушивают деревья, но нам еще многое предстоит сделать, чтобы разгадать эту загадку", - сказал он.

Поскольку многие животные используют подсказки о таких вещах, как пища в окружающей среде, для принятия репродуктивных решений, а надежность этих подсказок снижается из-за глобального изменения климата, ученые также задаются вопросом, как стоимость этих типов ошибок изменит наилучшую репродуктивную стратегию.

"Если предсказуемость пищевого бума снизится и белки больше не смогут прогнозировать будущее, это может повлиять на количество белок в бореальном лесу", - сказал Данцер. "Это может быть проблематично, учитывая, что белки являются добычей многих хищников".

Исследование "Ошибки несоответствия фенотипа и окружающей среды повышают пожизненную приспособленность у диких рыжих белок" опубликовано в журнале Science.

Соавторами исследования являются Стэн Бутин, Университет Альберты, Эндрю МакАдам, Университет Колорадо, и Джефф Лейн, Университет Саскачевана.