Спящие стеклянные лягушки спрятали эритроциты в печени и стали прозрачнее
Зоологи выяснили, что стеклянные лягушки во время дневного отдыха выводят эритроциты из кровотока и прячут их в печени. Так они повышают прозрачность тканей и становятся менее заметными для хищников. По оценкам исследователей, в печени спящей стеклянной лягушки в среднем хранится 89 процентов эритроцитов. Однако после пробуждения красные кровяные тельца быстро возвращаются в кровоток. Результаты исследования опубликованы в статье для журнала Science.
Многие морские и пресноводные, а также некоторые наземные животные в процессе эволюции стали прозрачными или полупрозрачными. Это позволяет им скрываться от хищников на любом фоне. Однако, хотя прозрачность кажется идеальным камуфляжем, она требует целого ряда приспособлений, который свели бы к минимуму поглощение и рассеяние света тканями. Неудивительно, что добиться прозрачности довольно трудно.
Позвоночным животным особенно непросто стать прозрачными, поскольку в их кровеносной системе циркулируют содержащие гемоглобин эритроциты, которые сильно поглощают синий и зеленый свет. Некоторые рыбы, например, белокровки (Channichthyidae) и личинки угрей (Anguillidae), обошли это ограничение, просто отказавшись от производства гемоглобина и эритроцитов. Кислород они получают не через жабры, а благодаря газообмену сквозь кожу и слизистые оболочки.
Команда зоологов под руководством Карлоса Табоады (Carlos Taboada) из Дьюкского университета решила выяснить, как решают данную проблему стеклянные лягушки (Centrolenidae) из джунглей Центральной и Южной Америки. Эти амфибии хорошо известны благодаря прозрачной коже и мышцам на брюшной стороне тела, сквозь которые можно увидеть скелет и внутренние органы. При этом верхняя сторона их тела полупрозрачная и окрашена в разные оттенки зеленого. Предполагается, что такая окраска делает стеклянных лягушек почти невидимыми для хищников, когда в светлое время суток эти ночные амфибии спят, сидя на поверхности листьев.
В отличие от белокровок и юных угрей, стеклянные лягушки во взрослом состоянии живут на суше и потому не могут обойтись без гемоглобина и эритроцитов. Циркулирующие в крови эритроциты должны нарушать маскировку этих амфибий, поскольку они поглощают свет в той части спектра, которая отражается растительностью. Тем не менее, как установили Табоада и его коллеги, это не происходит. Их наблюдения показали, что спящие крапчатые стеклянные лягушки (Hyalinobatrachium fleischmanni) поддерживают прозрачность во время дневного отдыха.
В попытке разобраться, как крапчатым стеклянным лягушкам удается оставаться прозрачными, не отказываясь от эритроцитов, исследователи сфотографировали одиннадцать представителей этого вида, когда те спали, бодрствовали и призывали самок песней, а также после физической активности и под наркозом. Оказалось, что во время сна лягушки становятся более прозрачными. По оценкам авторов, тело отдыхающей лягушки пропускает на 34-61 процент больше света по сравнению со всеми остальными состояниями (p < 0,0001).
Во время экспериментов Табоада и его соавторы заметили, что в крови спящих стеклянных лягушек почти нет эритроцитов. Однако когда эти амфибии пробуждаются, концентрация эритроцитов в их крови резко возрастает. Воспользовавшись оптической спектроскопией, исследователи подтвердили, что повышенная прозрачность спящих лягушек связана с низкой концентрацией эритроцитов в их крови.
На следующем этапе ученым предстояло выяснить, куда исчезают эритроциты стеклянных лягушек во время отдыха. Поскольку анестезия и большинство видов эвтаназии меняют циркуляцию крови этих амфибий и делают их ткани менее прозрачными, авторам пришлось искать скопления красных кровяных клеток у спящих особей. Исследования осложнялись тем фактом, что эритроциты лягушек могли храниться в сердце, печени или сосудах органов пищеварения, которые окружены непрозрачными зеркальными мешочками, рассеивающими свет за счет кристаллов гуанина.
Обойти все эти технические трудности Табоаде с коллегами помогла фотоакустическая микроскопия. Данный метод позволяет визуализировать молекулы за счет того, что они испускают часть поглощенного света в виде ультразвуковых волн. Так можно заглянуть глубоко в биологические ткани. Исследователи настроили приборы на поиски содержащегося в эритроцитах гемоглобина, после чего с помощью двух разных подходов просканировали тела трех спящих и трех находящихся под анестезией стеклянных лягушек. В результате выяснилось, что во время отдыха концентрация циркулирующих в крови эритроцитов у этих амфибий падает на 82-93 процента, а присутствие гемоглобина заметно почти исключительно в печени. Дополнительная визуализация кровеносных сосудов в мышцах и коже на животе и бедрах стеклянных лягушек позволила уточнить, что в среднем во время сна они изымают из кровотока 89 процентов эритроцитов.
Чтобы проверить, действительно ли стеклянные лягушки накапливают эритроциты в печени, когда отдыхают, и выпускают их обратно в кровоток, когда активны, авторы просканировали печень двенадцати особей во время сна и физических нагрузок. Выяснилось, что после нагрузки уровень гемоглобина в печени падает на 83 процента, однако возвращается к прежним уровням после периода восстановления. На это уходит около 60 минут — и за этот же срок возвращается прежний уровень прозрачности.
Таким образом, спящие в течение дня стеклянные лягушки действительно выводят эритроциты из кровотока и хранят их в печени, а именно, как подтвердил гистологический анализ, в крупных и растяжимых синусоидных капиллярах. Здесь красные кровяные клетки не видны благодаря окружающему печень зеркальному мешочку. Поскольку во время сна в лишь 3,4 процента общего гемоглобина стеклянных лягушек связаны с кислородом, в этом состоянии они, вероятно, резко замедляют метаболические процессы или переходят на неокислительный метаболизм. Когда же с приходом ночи лягушка просыпается и переходит к активности, она вновь выпускает эритроциты в кровоток. Интересно, что во время сна объем печени стеклянных лягушек из-за большого количества запасенных в ней красных кровяных телец увеличивается в среднем на 40 процентов.
Табоада и его соавторы отмечают, что способность лягушек хранить эритроциты в печени известна уже давно. Например, съедобные лягушки (Pelophylax esculentus) удерживают в синусоидах печени излишки красных кровяных телец и выпускают их в кровоток по мере необходимости. При шести градусах Цельсия, когда в воде растворено много кислорода, эти амфибии хранят в печени до 44 процентов эритроцитов, а при восемнадцати градусах Цельсия все они уходят в кровоток. Вероятно, стеклянные лягушки просто усилили и приспособили для обеспечения прозрачности механизм, который уже существовал у их предков.
В ходе дополнительных экспериментов авторы установили, что у тропических лягушек из семейств квакш (Hylidae), безухих квакш (Allophrynidae) и мантелл (Mantellidae), тела которых непрозрачны, концентрация эритроцитов в крови во время отдыха снижается лишь на 12 процентов, а не на 80-90, как у стеклянных лягушек. Объем их печени во сне также не меняется.
Результаты исследования демонстрируют, что стеклянные лягушки обеспечивают прозрачность, регулируя циркуляцию эритроцитов. Однако как им удается концентрировать красные кровяные тельца в одном месте и избегать при этом тромбозов, пока остается неясным.
Несмотря на то, что стеклянные лягушки полупрозрачны, они могут использовать визуальные демонстрации для общения с сородичами. Как выяснили зоологи из Эквадора и США, самцы вида Sachatamia orejuela привлекают самок и маркируют границы территории не только высокочастотным пением, но и с помощью кивков головой и размахиваний лапками. Поскольку этим амфибии живут у водопадов, которые заглушают их крики, полагаться только на звуковую коммуникацию не могут.
НАСТОЯЩИЕ ЛЯГУШКИ | Наука и жизнь
Наука и жизнь // Иллюстрации
Так выглядит террариум для зеленых лягушек: озерных, прудовых, чернопятнистых и бугорчатых.
Многие любители амфибий стараются приобретать для зооуголка только экзотических лягушек. Однако лягушки, живущие в ближнем лесу или в водоеме, ничем не хуже. Травяные лягушки.
Прудовая лягушка.
На рисунках еще несколько видов амфибий, принадлежащих к семейству настоящих лягушек. Чернопятнистая.
Бугорчатая.
Прыткая.
Дальневосточная.
Остромордая лягушка — самец в брачном наряде.
‹
›
Открыть в полном размере
Вернемся ненадолго из лета в зиму.
Повсюду снег, а родник, выбравшись из кромешной тьмы подземелья на свет, бежит. Он сворачивает то направо, то налево и наконец попадает в яму. Чуть задерживается здесь и торопится дальше. Если бы он вздумал передохнуть и остановился, плохо пришлось бы его квартирантам: травяным лягушкам. Еще осенью поселились они в яме. Сначала припрыгала одна, потом еще одна, а к холодам их набралось двести пятьдесят.
Зима уже не раз показывала свою власть, морозы доходили до 30 градусов. Но ручей все равно бежал, лишь полынья над ямой немного суживалась. А прямо под полыньей сбились в кучу лягушки. Те, что образовали низ клубка, лежали на щебнистом дне ямы, покрытом тонким слоем ила. Верхним было хуже. От них до холодного воздуха всего двадцать сантиметров.
Клубок медленно шевелился. Все лягушки еле-еле двигали лапками. Время от времени попавшие в верхний ряд пытались протиснуться в центр клубка или забраться под него. Изредка какая-либо лягушка отделялась ото всех и всплывала. Десять, а то и тридцать минут стояла она в воде, высунув наружу глаза и ноздри, а потом, нырнув, заползала снова в кучу малу.
Если к полынье вдруг кто-то подходил, лягушки бросались врассыпную и скрывались подо льдом. Едва враг исчезал — снова на прежнем месте вертелся необычный клубок.
Но вот солнце начало прогревать землю. Рядом с родником, приютившим травяных лягушек, появилось много новых ручьев. И лягушки, не дожидаясь, когда исчезнут последние островки снега, выбрались из ямы и попрыгали по мокрой земле. Все они спешили в одно и то же место: к пруду. За день они одолели почти километр. Пруд ожил. Лягушки-самцы стали патрулировать берега, поджидать самочек.
И нет уже ни одной травяной лягушки в пруду, возле берега только икра. Как раз в это время стали расставаться со своими зимними квартирами на суше остромордые лягушки. Самцы их неотразимы, в серебристо-голубых камзолах.
Озерные лягушки, которые, как и травяные, проводят зиму в родниках и различных водоемах, просыпаются кто когда: те, что живут под Курском, - в апреле, под Москвой — в мае. А прудовые лягушки начинают откладывать икру еще позже озерных: во второй половине мая.
Все эти бесхвостые амфибии — представители огромного семейства настоящих лягушек. В нем более 400 видов. Рост самых маленьких — максимум три сантиметра. К этому семейству принадлежат и самые крупные бесхвостые амфибии: африканские лягушки-голиафы. Длина тела у них свыше тридцати двух сантиметров, а вес — больше трех килограммов. В нашей стране и в странах ближнего зарубежья водится всего-навсего одиннадцать видов настоящих лягушек. Чернопятни стая, бугорчатая и дальневосточная лягушки живут на юге Дальнего Востока. Прыткую можно встретить в Закарпатской Украине, малоазиатскую — на Черноморском побережье Кавказа, в Предкавказье, закавказскую — в Азербайджане, Грузии, Армении, Южном Дагестане. Владения остромордых лягушек намного обширнее: северные и центральные районы Европейской части бывшего СССР, Западная и Средняя Сибирь, Северный Казахстан, на востоке — до Алтая, Тувы и Забайкалья. У сибирских лягушек адрес покороче, но территория, занимаемая ими, пожалуй, не меньшая: Сибирь, Северо-Восточный Казахстан, Северная Киргизия, Дальний Восток. Озерные лягушки — самые крупные наши бесхвостые амфибии, рост некоторых достигает семнадцати сантиметров — обосновались в центральных и южных областях Европейской части, на Кавказе, в Крыму, Казахстане, Средней Азии, на востоке — до озера Балхаш.
Многие бесхвостые амфибии, обитающие в нашей стране, похожи друг на друга. Когда остромордые лягушки снимут свой серебристо-голубой брачный наряд, их уже трудно отличить от травяных. И те и другие сверху коричневые или светло-бурые. И брюшко у них одинаковое: белое или желтоватое. Правда, у остромордых лягушек оно почти всегда без единого пятнышка, а у травяных на нем рисунок, как на мраморе.
У сибирской лягушки брюшко в ярких красных пятнах, отчего и латинское название ее — рана круэнта — лягушка, обрызганная кровью. Не менее выразительно красное брюшко закавказской лягушки. У малоазиатской оно розовое, у дальневосточной — оранжево-розовое, у прыткой — белое с розовым оттенком или тоже розовое. Прыткая лягушка к тому же необычайно длиннонога, потому она и прекрасная прыгунья: оттолкнувшись от земли, взлетает вверх на метр, а в длину может скакнуть на целых три метра.
Все пять видов перечисленных выше лягушек сверху светло- или желто-бурые. И еще — у них, как и у травяных и остромордых лягушек, «подведены» глаза. Темно-коричневая полоска заходит даже далеко за ухо. Модницами лягушки стали поневоле. Большую часть жизни они проводят на суше. И «платья» помогают им быть незаметными среди густой травы, старых листьев, палочек и сучков. Только глаза могли бы их выдать, слишком бы выделялись. А когда возле каждого глаза темная полоска, хищнику обнаружить лягушку труднее.
Озерные, прудовые, чернопятнистые и бугорчатые лягушки в отличие от бурых предпочитают «платья» зеленого цвета в различных вариациях и комбинациях. Коричневые полоски возле глаз им не нужны, потому что живут они в водоемах и на их берегах.
Когда хотят завести каких-нибудь бесхвостых амфибий, обычно стараются купить экзотических. Однако наши лягушки ничем не хуже.
В один из зимних вечеров мне позвонила женщина и сказала, что она работает в магазине. Утром им привезли заморожен ного карпа, и среди рыб оказалась лягушка. Женщина взяла ее в руки, стала отогревать, лягушка ожила. Принеся ее домой, она пошла к соседу, который держал рыб, взяла у него крупных мотылей. Однако лягушка не захотела их есть. «Не можете ли вы определить, что это за лягушка, и сказать, чем ее кормить?» — спросила меня женщина.
Подобные просьбы всегда заканчиваются одинаково: то или иное животное мне приходится забирать, потому что хозяева начинают отказываться от него.
Оттаявшая лягушка оказалась озерной и совсем не маленькой. Я была в ужасе. Держать такую лягушку мне негде. Пустует только вольера, в которой жили канарейки, но дверь и бока у нее стеклянные. Лягушка же начнет, как сумасшедшая, прыгать и… Однако выхода не было.
Я поставила в вольеру кювету с водой и выпустила лягушку. Скоро все мои страхи исчезли. Лягушка чинно и благородно часами сидела в кювете или в плошке с цветами. Через четыре дня она стала брать корм из рук. Поскольку это был самец, я назвала лягушку Петей.
В квартире было тепло, и Петя решил, что весна уже в разгаре, значит, пора искать суженую. Вечером, когда я включила телевизор, Петя набрал в очередной раз воздух в легкие, закрыл ноздри. Раздалось радостное «бре-ке-ке-ке…» Петя пел всегда так громко, что одна из моих собак — Чита, которая каких только животных не повидала на своем веку, каждый раз впрыгивала на диван, ставила передние лапы на боковую стенку вольеры и начинала усиленно нюхать воздух, пытаясь узнать, что собой представляет этот горластый певец. Я же была счастлива. На улице 20 градусов мороза, а озерная лягушка поет.
Покупать озерных да и любых других настоящих лягушек на рынке надо с мая по сентябрь. Лучше, чтобы они не были крупными, старыми. Молодые быстрее осваиваются в неволе. Жить лягушки должны в кубическом террариуме, где все стороны равны. Размеры — чем больше, тем лучше. Часть террариума, предназначенного для зеленых лягушек, заполняют водой, а в другой его части делают островки или просто сушу. Бурые лягушки могут жить без водоема, но террариум надо увлажнять с помощью пульверизатора. «Почвой» в террариумах бурых лягушек и сушей в акватеррари умах зеленых лягушек служат песок, мелкая и крупная галька. В жилищах любых видов амфибий сажают растения. Необходимы также убежища. Зеленые лягушки могут прятаться под каким-нибудь широким листом, под половинкой цветочного горшка, бурые — под корягой, под кусками коры. Жилища зеленых лягушек надо обогревать. Температура в теплом «углу», под лампочкой, должна быть 30-35 градусов, а в холодном «углу» — 18-20 градусов.
С весны до осени лягушек кормят жуками, кузнечиками, кобылками, клопами — люцерновыми, капустными и другими, гусеницами, стрекозами, слизнями, которых собирают под камнями, валежником и т.п., ловят сачком, «кося» им траву, ветки деревьев.
В естественных условиях обитания лягушки живут в среднем 7-9 лет. Они могли бы жить дольше, если бы у них не было так много врагов. В неволе при правильном содержании некоторые виды лягушек, например травяная, могут прожить 18 лет.
Момент в дикой природе: лягушки и жабы
Есть природа? Блог
Опубликовано 3 октября 2022 г. в разделе Лесное хозяйство, инструкции, дикая природа | Комментариев нет »
В книге «Этот момент в дикой природе» Зак Трулок, специалист по дикой природе Purdue, объясняет различия между лягушками и жабами, от физических характеристик до привычек размножения и передвижения.
Если у вас есть какие-либо вопросы, касающиеся дикой природы, деревьев, управления лесным хозяйством, изделий из дерева, планирования использования природных ресурсов или других тем, связанных с природными ресурсами, свяжитесь с нами, используя нашу веб-страницу «Спросите эксперта».
Ресурсы:
Sounds of Frogs & Toads, Purdue Extension — Forestry and Natural Resources (FNR)
Frogs & toads of Indiana, The Education Store, ресурсный центр Purdue Extension
Salamanders of Indiana Book, The Education Store
Амфибии: Лягушки, жабы и саламандры, Purdue Nature of Teaching
The Nature of Teaching: Adaptation for Aquatic Amphibians, The Education Store
Hellbender ID, Playlist, Purdue Extension — FNR YouTube Channel
A Moment in the Wild, Playlist, Purdue Extension – канал FNR на YouTube
Zach Truelock, техник Hellbender
Purdue Forestry and Natural Resources
Род Уильямс, помощник ректора по взаимодействию/профессор наук о дикой природе
University Purdue Department of Forestry and Natural Ресурсы
Похожие сообщения:
Поделиться этим сообщением:
Последние сообщения
- Введение в Trees of Indiana: Virginia Pine
Опубликовано: 15 мая 2023 г. в Лесное хозяйство, Леса и уличные деревья, Как сделать, Растения, Городское лесное хозяйство, Лесные массивы - Выберись из своей скорлупы и помоги защитить восточную коробчатую черепаху Индианы – Дикий бюллетень
- ID Это дерево: американская бузина
Опубликовано: в Лесное хозяйство, Леса и уличные деревья, Как сделать, Растения, Лесные массивы - Великолепные деревья Индианы Вебинар
Опубликовано: 12 мая 2023 г. в Лесное хозяйство, Леса и уличные деревья, Садоводство, Got Nature for Kids, Городское лесоводство, Вебинар, Лесные массивы - Должны ли ясени все еще быть защищены от изумрудного ясеневого мотылька?
Опубликовано: in Леса и уличные деревья, Инвазивные насекомые, Городское лесное хозяйство - Веб-семинар «Наблюдение за сезонными изменениями в природе»
Опубликовано: 11 мая 2023 г. в Лесное хозяйство, Как сделать, Городское лесное хозяйство, Вебинар, Дикая природа, Лесные массивы - Будьте осведомлены о клещах: вебинар по стратегии и профилактике болезни Лайма0044
- Земляные работы Иллинойса обеспечивают богатый запас ресурсов зеленой инфраструктуры — IISG
Опубликовано: в садоводстве, землепользовании, растениях, дикой природе - Новичок в водах военно-морского пирса, Буй Чуой оказался ценным инструментом прогнозирования — IISG
Размещено: в аквакультуре / рыбе, водных / аквакультурных ресурсах, Великих озерах, дикой природе - Помогите вырастить леса Индианы — MyDNR
Опубликовано: 10 мая 2023 г. в Лесное хозяйство, Дикая природа, Лесные массивы
Архивы
- Выберите месяц Май 2023 (18) Апрель 2023 (14) Март 2023 (14) Февраль 2023 (18) Январь 2023 (7) Декабрь 2022 (10) Ноябрь 2022 (9) Октябрь 2022 (8) Сентябрь 2022 (13) Август 2022 г. (9) июль 2022 г. (16) июнь 2022 г. (9) май 2022 г. (12) апрель 2022 г. (19) март 2022 г. (10) февраль 2022 г. (5) январь 2022 г. (13) декабрь 2021 г. (4) ноябрь 2021 г. (12) октябрь 2021 г. (7) сентябрь 2021 г. (20) август 2021 г. (8) июль 2021 г. (15) июнь 2021 г. (16) май 2021 г. (14) апрель 2021 г. (12) март 2021 г. (15) февраль 2021 г. (17) январь 2021 г. (19)) декабрь 2020 (4) ноябрь 2020 (10) октябрь 2020 (19) сентябрь 2020 (30) август 2020 (19) июль 2020 (29) июнь 2020 (9) май 2020 (12) апрель 2020 (6) март 2020 (7) ) февраль 2020 г. (6) январь 2020 г. (2) декабрь 2019 г. (3) ноябрь 2019 г. (2) октябрь 2019 г. (3) август 2019 г. (3) июль 2019 г. (4) июнь 2019 г. (3) май 2019 г. (4) март 2019 г. (3) ) Февраль 2019 г. (4) Январь 2019 г. (2) Декабрь 2018 г. (2) Ноябрь 2018 г. (1) Октябрь 2018 г. (4) Сентябрь 2018 г. (7) Август 2018 г. (5) Июль 2018 г. (5) Июнь 2018 г. (6) Май 2018 г. (1) ) Апрель 2018 г. (5) Март 2018 г. (3) Февраль 2018 г. (5) Январь 2018 г. (1) Декабрь 2017 г. (3) Ноябрь 2017 г. (4) Октябрь 2017 г. (4) Сентябрь 2017 г. (2) Август 2017 г. (3) Июль 2017 г. (4) ) Июнь 2017 г. (5) Май 2017 г. (8) Апрель 2017 г. (7) Март 2017 г. (7) Февраль 2017 г. (9)) Январь 2017 (3) Ноябрь 2016 (6) Октябрь 2016 (9) Сентябрь 2016 (4) Август 2016 (1) Июль 2016 (3) Июнь 2016 (8) Май 2016 (5) Апрель 2016 (4) Март 2016 (11) ) Февраль 2016 г. (7) Январь 2016 г. (5) Декабрь 2015 г. (5) Ноябрь 2015 г. (5) Октябрь 2015 г. (7) Сентябрь 2015 г. (4) Август 2015 г. (6) Июль 2015 г. (14) Июнь 2015 г. (12) Май 2015 г. (10) ) Апрель 2015 г. (17) Март 2015 г. (5) Февраль 2015 г. (7) Январь 2015 г. (10) Декабрь 2014 г. (14) Ноябрь 2014 г. (11) Октябрь 2014 г. (6) Сентябрь 2014 г. (8) Август 2014 г.