Утконос

Европейцы впервые столкнулись с утконосом в 1798 году.

Первым европейским учёным, увидевшим утконоса, был британский натуралист Джордж Шоу, который получил посылку от губернатора Нового Южного Уэльса (Австралия) Джона Хантера. Когда Шоу открыл коробку, то обнаружил сохранившуюся шкурку шоколадно-коричневого цвета, морда на которой была похожа на морду грызуна, клюв был утиный, а лапы — как в целом у водоплавающих птиц. Также губернатор Нового Южного Уэльса прислал вместе со шкурой рисунок, изображающий утконоса. Шоу подумал, что это странное существо — подделка, мистификация или же шутка и что кто-то пришил к шкуре бобра части утки. Но, проведя исследование необычного экземпляра, учёный пришёл к выводу, что животное, которое имеет тело бобра, перепончатые лапы и утиный клюв, реально существует в природе.

Первое научное описание утконоса, сделанное Джорджем Шоу, появилось в 1799 году^[6]. Новый вид был назван им Platypus anatinus (Platypus — от др.-греч. πλατύς — «широкий, плоский» и πούς — «нога», «лапа»; лат. anatinus — «утиный»). В 1800 году Иоганн Фридрих Блуменбах, описав животное независимо от Джорджа Шоу на основе другого экземпляра, изменил родовое название на Ornithorhynchus (от др.-греч. ὄρνις — «птица», ῥύγχος — «клюв», то есть «птицеклюв»). Таким образом, вид утконос стал называться Ornithorhynchus anatinus^{[7][4][8][9][10]}.

Исследования утконоса на протяжении многих лет вызывали большой научный интерес.

Утконос родом из Восточной Австралии, населяет ареал от субтропического Квинсленда до острова Тасмания. Полуводное млекопитающее. Ведёт ночной образ жизни, кормится преимущественно на дне прудов или рек. Утконосы роют вдоль берегов глубокие норы, с двумя длинными узкими коридорами, которые ведут под воду. При необходимости они обладают способностью проворно передвигаться и по суше^[11].

Длина тела этого животного вместе с хвостом — 45—50 см, хвоста — до 15 см, масса — от 0,6 до 3 кг. Самцы, как правило, крупнее самок. По данным Австралийского музея, длина взрослых самцов может достигать от 39,8 до 62,9 см, а самок — от 36,8 до 54,8 см. Согласно исследованиям учёных, найденные окаменелости позволяют предположить, что древние утконосы были крупнее современных, их длина достигала 1 метра^[5][12][11]. Скелет тяжёлый, напоминает скелет ископаемых и современных рептилий. Грудные пояса состоят из пяти костей, ноги растопыренные, на шейных позвонках — рудиментарные рёбра^[13].

Широкий роговой клюв, длина которого около 6,5 см, похож на утиный, но более мягкий и гибкий, имеет гладкую текстуру, напоминающую кожу, ноздри и множество чувствительных нервных окончаний, которые помогают животному ориентироваться под водой и обнаруживать движение потенциальной пищи, обшаривая илистый грунт на дне рек, ручьёв и прудов. Клюв не только используется для захвата пищи, но и является важным элементом электросенсорной системы. Под водой утконос плавает с замкнутым слуховым отверстием и с закрытыми глазами. Благодаря генерируемым электромагнитным колебаниям, он ориентируется и ловит добычу. Его клюв выполняет роль антенны, улавливая изменения структуры электромагнитного поля. При погружении в воду зрение, обоняние и слух у млекопитающего отключаются, а ориентация в пространстве происходит с помощью носа. Например, утконос обнаруживает донных членистоногих по электрическим сигналам, которые возникают при сокращении их мышц^{[12][11][3][14][15]}.  

Хвост плоский, широкий, веслообразный, лапы снабжены плавательной перепонкой. Конечности короткие, кисти и стопы широкие, хорошо развита плавательная перепонка. Передние лапы имеют дополнительную кожу, которая действует во время плавания как весло. На пальцах мощные когти. По данным National Geographic, когда животные находятся на суше, их перепонки втягиваются, а когти становятся более выраженными. Хвост утконоса может использоваться для хранения жировых запасов, а мощные когти на ногах — для того, чтобы рыть норы и передвигаться по суше. Утконосы передвигаются на костяшках пальцев, чтобы защитить перепонку. У самцов на задних конечностях находится шпора, в которую открываются протоки ядовитых желёз. Самки тоже имеют шпоры, которые отпадают при достижении половой зрелости (на первом году жизни). Шерсть у утконосов густая и мягкая, это помогает им сохранять тепло под водой, обеспечивая теплоизоляцию. На спине шерсть имеет цвет от тёмно-коричневого (чёрно-бурого) до красновато-коричневого со светло-коричневым (серебристым) подшёрстком, на брюхе — сероватый, возле каждого глаза есть более светлые участки меха. Под воздействием ультрафиолетового света коричневая шерсть светится зелёным и синим цветами^{[3][5][11][12][13][14]}.

Наружный слуховой проход крепится к нижней челюсти в месте расположения барабанной перепонки, к верхней части скуловой дуги — сзади глаза: поднимается с нижней стороны черепа, изгибаясь при этом вверх до глазницы^[3]. Зубы имеют только молодые особи (на первом году жизни), с возрастом они стираются и на их месте образуются роговые пластинки (по две в каждой челюсти). Ушные раковины отсутствуют. Глаза имеют мигательную перепонку. Во время ныряния ушные отверстия и глаза закрываются кожной складкой^[11][12].

Утконос обитает в Восточной Австралии, занимая большую часть восточного и юго-восточного побережья страны. Его можно встретить на островах Тасмания, Кинг и Кенгуру — на обширном ареале от низменностей и плато тропических лесов крайнего северного Квинсленда до холодных высот Тасмании и Австралийских Альп. Распространён в пресноводных системах, на берегах водоёмов, в бассейнах рек, озёр, прудов и ручьёв, а также в горах высотой до 2000 м^[5][12][13].

Утконосы ведут полуводный, ночной образ жизни. Активны в течение всего года, но в основном в сумерках и ночью. Днём они прячутся в коротких норках на берегу. Их активность зависит от различных факторов, таких как местность, наличие человека, температура окружающей среды, продолжительность дня и наличие пищи^{[3][5][12][13]}.

Утконосы плотоядны, питаются мясом, не обращая внимания на растительную пищу. Ведут охоту в водоёмах, в которых обитают, исследуя дно рек, ручьёв, озёр и прудов в поисках пищи. Согласно данным учёных, во время поиска пищи под водой утконосы полагаются исключительно на свои чувствительные клювы, закрывая в это время глаза, уши и ноздри^[5][15]. За ночь животное способно поглотить количество еды, равное весу его тела^[11].

Поедает в основном мелких донных пресноводных беспозвоночных животных, особенно личинок насекомых, креветок, жуков-плавателей, водяных клопов и головастиков, иногда червей, мотыльков, пресноводных гороховых мидий или улиток, складывая их в защёчные мешки. Выплывая на поверхность, утконосы пережёвывают пищу, используя «измельчающие пластинки» во рту. Иногда утконосы собирают в защёчные мешки грязь или песок, а во время еды выбрасывают этот осадок вместе с лишней водой через бороздки, расположенные в нижней челюсти.

Ареал питания утконосов включает как тихоходные, так и быстрые (перекатные) участки ручьёв, но предпочтение они отдают более грубым донным субстратам, особенно булыжнику и гравию. Время, не занятое поиском пищи, утконос проводит в основном в своей норке на берегу водоёма. Иногда они находят убежище в скалистых расщелинах, под выступами скал, мусором или под корнями растений возле ручья. Идеальная среда для утконосов — река или ручей с земляными берегами, естественной растительностью, обеспечивающей затенение и укрытие у воды. Присутствие брёвен, веток, корней, а также гравийного дна водоёма способствует появлению микробеспозвоночных (основная пища утконосов), а также увеличению популяции этого вида в районах с порогами и перекатами^[5][11][13].

Время пребывания утконоса под водой может составлять до 5 минут, при этом в воде он может проводить до 10 часов в сутки в поисках пищи. Для того чтобы избавляться от лишней влаги с шерсти, они строят очень узкие норки под землёй, длина которых варьируется от 1 до 30 м^[11][15].

Утконосы способны плавать со скоростью около 1 м/с, но при поиске еды их скорость снижается до 0,4 м/с. Однако передвигаться по суше им не так легко, поскольку их конечности короткие, тяжёлые и отведены от тела. Для утконосов движение на суше требует на 30 % больше энергии, чем для наземных млекопитающих того же размера^[13].

Держатся поодиночке. В неволе они доживают до 10 лет, их рацион при этом состоит из пресноводных раков (ябби)^{[3][5][12][13]}.

Утконос, будучи представителем отряда однопроходные, в отличие от остальных млекопитающих, не рожает живых детёнышей, а производит потомство, откладывая яйца, которые покрыты мягкой оболочкой^[15]. Такой необычный способ размножения учёные заметили только в 1884 году, когда Вильгельм Хааке, директор Южно-Австралийского музея в Аделаиде, обнаружил у самки этого животного хорошо развитую сумку, в которой лежало маленькое круглое яйцо^[18].

Каждый год перед началом брачного сезона утконосы впадают в зимнюю спячку, которая длится от 5 до 10 дней. Брачный сезон длится с августа по середину ноября^[10][20].

После спаривания беременная самка строит гнездо (выводковую нору) в длинной норе. В течение 4—5 дней она собирает влажный материал для гнёзд с целью предотвращения высыхания яиц. Затем она зарывается в земляной тоннель для высиживания яиц. Каждая самка откладывает от одного до трёх яиц диаметром 11 мм, покрытых кожистой скорлупой. В период инкубации она прижимает яйца хвостом к животу, свернувшись калачиком. После инкубации, которая длится около 10 дней, вылупляются детёныши. Мать кормит их молоком, которое выделяется из особых расширенных пор на животе, скапливается в специальных складках и стекает по её шерсти. Период лактации продолжается 3—4 месяца, после этого детёныши выходят из норы. Самки обычно не размножаются до достижения ими четырёхлетнего возраста. Постоянных пар не образуют^{[13][12][5][11]}.

Сезон размножения различается в зависимости от распространения, а также варьируется внутри популяции. Исследования свидетельствуют о том, что спаривание обычно происходит с августа по октябрь в Новом Южном Уэльсе и Виктории^[13].

Ранее на утконоса охотились ради ценного бархатистого меха. Позже власти Австралии взяли его под защиту. В настоящее время охота на него запрещена^[11][12]. Учёные отмечают, что численность популяции утконосов заметно снижается, и сейчас они подвержены угрозе вымирания. В 2016 году их количество составляло примерно 50 тыс. особей, но, по мнению экспертов, реальная цифра была около 30 тыс. В начале 2019 года насчитывалось около 18—20 тыс. особей. В зоопарках встречается редко^[21][11][5].

Утконос (лат. Ornithorhynchus anatinus) относится к подклассу млекопитающих Prototheria (первозвери), который отделился от линии Theria (подкласс звери) на ранних стадиях эволюции млекопитающих^[22].

Входит в отряд однопроходные (лат. Monotremata), куда также входит семейство ехидновые. У утконосов и ехидновых — схожее строение хромосом (хотя внешне утконосы и ехидновые отличаются друг от друга^[18]). У однопроходных хромосомы представлены двумя типами — большими (макрохромосомами), похожими на хромосомы других млекопитающих, и маленькими (микрохромосомами), сходными с хромосомами рептилий и у других млекопитающих почти не встречающимися.

Таким образом, у утконосов наблюдается сочетание черт млекопитающих и рептилий. У них есть меховой покров, приспособленный к водному образу жизни. Самки утконоса осуществляют лактацию, но при этом откладывают яйца, а самцы выделяют яд, как рептилии.

В результате анализа генома первого однопроходного учёные сопоставили эти особенности с генетическими инновациями и сделали заключение, что белки яда рептилий и утконосов были заимствованы независимо из одних и тех же семейств генов. При этом гены молочного белка сохраняются, а расширение семейства иммунных генов связано с биологией утконоса. Были обнаружены расширения белковых, небелкокодирующих семейств РНК и микроРНК, а также повторяющиеся элементы. Секвенирование этого генома является ценным ресурсом для подробного сравнительного анализа млекопитающих, а также для сохранения видов из отряда однопроходных^[23].

В целом же структура генома открывает новые возможности для изучения биологии и эволюции утконоса. Так, сравнение генома утконоса с геномами других позвоночных позволяет установить, что у него отсутствуют или неактивны некоторые гены, ответственные за пищеварение^[22].