Сине-зеленая окраска некоторых бесхвостых амфибий обеспечивается комплексами желчного пигмента биливердина с белками серпинами, сообщается в Proceedings of the National Academy of Sciences. Такие комплексы содержатся в разных тканях животных за пределами клеток, то есть не входят в состав обычных хроматофоров. Серпины меняют спектр отражения биливердина в теле лягушек, квакш и прочих так, что их становится невозможно отличить по цвету от листьев растений, которые их окружают.
У некоторых животных покровы тела или хотя бы их часть сине-зеленого цвета. Такой окрас достигается либо пигментами в особых клетках — хроматофорах (хотя порой пигменты могут лежать и за пределами клеток, в пространстве между ними), либо за счет структуры поверхностей чешуи, кожи, перьев и прочего.
Однако у ряда сине-зеленых бесхвостых амфибий хроматофоров очень мало, а поверхность кожи не предполагает структурной окраски. Их зеленый цвет обеспечивается наличием в крови биливердина — продукта распада гемоглобина, основного пигмента эритроцитов. У человека биливердин быстро переходит в билирубин, и увидеть высокие концентрации первого можно лишь при некоторых патологиях печени. Но и в этом случае содержание биливердина в крови у людей по крайней мере в 4 раза ниже, чем в крови амфибий, окраску которых обеспечивает это соединение. Однако если незеленым амфибиям ввести в кровь биливердин или каким-то иным образом поднять его концентрацию, зелеными они не становятся. Значит, кроме этого пигмента на окраску животных влияет что-то еще.
Биологи из Аргентины, Бразилии, США и Эквадора под руководством Сары Бари (Sara E. Bari) из Университета Буэнос-Айреса попробовали выяснить, какую роль помимо придания цвета играет биливердин в организме бесхвостых амфибий, чья окраска обеспечивается этим соединением, и как достигаются его высокие концентрации. Для этого они исследовали образцы тканей с сине-зеленой окраской у 11 видов из семейств Hylidae (квакши) и Centrolenidae (стеклянные лягушки). Ученые выделили из них биливердин и белки, способные с ним связываться, — серпины. Исследователи установили их аминокислотный состав и, используя знания о родстве различных видов амфибий, установили, как биливердин-связывающие серпины могли выглядеть, когда только появились у лягушек в широком смысле слова. Также авторы использовали флуоресцентную спектроскопию и круговой дихроизм.
Спектры отражения различных серпинов, которые связываются с биливердином, позволили понять, как их комплексы регулируют окраску квакш и стеклянных лягушек. Оказалось, что они у биливердин-связывающих серпинов близки к таковым для фитохромов и бактериофитохромов — белков, связанных с билиновыми (желчными) пигментами и придающими сине-зеленую окраску растениям и цианобактериям соответственно. В результате животные оказываются практически неотличимы по цвету от листьев растений, на которых они сидят — притом не только в видимой, но и в ближней инфракрасной части спектра. Биливердин-связывающие серпины, соединяясь с биливердином, меняют спектры отражения различных тканей амфибий, благодаря чему те могут маскироваться под поверхности различных оттенков в зависимости от надобности.
Сравнение аминокислотных последовательностей биливердин-связывающих серпинов у разных видов бесхвостых амфибий показало, что функцию регулятора окраски эти вещества приобретали несколько раз независимо в различных семействах лягушек. Есть у серпинов амфибий и другие функции помимо обеспечения цвета. Изначально это ингибиторы протеаз, то есть ферментов, разрушающих белки. Однако некоторые аминокислотные замены в биливердин-связывающих серпинах Boana punctata и других видов таковы, что заставляют усомниться в наличии у этих белков ингибиторной функции. Также вероятно, что у стеклянных лягушек и квакш они помимо обеспечения окраски участвуют в переносе гормонов в клеткам: определенные белки-глобулины связывают молекулы гормонов (в первую очередь стероидов) и транспортируют их куда-либо, а серпины там отщепляют гормоны от глобулинов.
Получается, что по крайней мере у некоторых бесхвостых амфибий с небольшим количеством хроматофоров сине-зеленая окраска обеспечивается не зеленым пигментом биливердином самим по себе, а его комплексами с различными белками серпинами. Серпины — крупное семейство ингибиторов протеаз, и понимание того, что этим их функции не ограничиваются, расширяет наши представления о них.
Ранее в этом году зоологи из нескольких американских и европейских стран обнаружили, что для маскировки амфибиям не обязательно быть какого-то конкретного цвета: прозрачность тела, пусть и неполная, может играть у них роль камуфляжа. А в 2015 другие специалисты по амфибиям выяснили, что поведение маленьких древолазов (Oophaga pumilio) зависит от их окраски: красные особи агрессивнее зеленых.
Светлана Ястребова
Самка держалась на поверхности около всплывшего тела детеныша
Зоологи впервые описали, как самка клюворыла взаимодействует с мертвым детенышем. Самка, которую они встретили в Бискайском заливе, плавала кругами вокруг всплывшего на поверхность тела отпрыска, касалась его головой, а также подталкивала и приподнимала. Другие китообразные, столкнувшиеся со смертью сородичей, ведут себя похожим образом. Возможно, самка просто оценивала состояние детеныша или пыталась привести его в чувства — однако не исключено, что она осознавала его смерть и испытывала настоящее горе. Результаты исследования опубликованы в статье для журнала Marine Mammal Science. Самки приматов, китообразных и некоторых других млекопитающих порой подолгу не могут расстаться с телами умерших детенышей. Они носят их с собой, дотрагиваются до них и защищают от падальщиков. Почему это происходит, пока остается неясным. Вероятнее всего, что матери просто не сразу понимают, что их детеныш мертв, или какое-то время не уверены в этом. Однако не исключено, что в некоторых случаях самки осознают смерть своего ребенка, но не способны оставить его тело из-за сильной эмоциональной привязанности и чувства горя. Команда зоологов под руководством Видаля Мартина (Vidal Martín) из Общества по изучению китообразных Канарского архипелага описала новый пример материнской привязанности к мертвому детенышу. В начале августа 2019 года исследователи, которые в тот день вели экскурсию на туристическом судне, встретили в Бискайском заливе в 21 километре от побережья Испании двух клюворылов (Ziphius cavirostris) — крупных китообразных из семейства клюворыловых (Ziphiidae), известных благодаря способности погружаться на глубину до трех километров и оставаться под водой более трех с половиной часов. Животные находились примерно в 500 метрах от судна. Мартин с коллегами сфотографировали клюворылов с судна и сняли их на видео с дрона. В результате выяснилось, что перед ними была взрослая самка, которая держалась около тела мертвого детеныша, плавающего на поверхности моря, вероятно, ее отпрыска. Она выглядела сильно истощенной: в частности, у нее просматривались ребра и позвонки. Длину самки исследователи оценили в пять с небольшим метров, а детеныша — в два с половиной метра, что соответствует минимальным значениям для самок клюворылов и новорожденных детенышей данного вида. Мертвый детеныш, судя по форме его гениталий, оказался самцом. По оценке авторов, он умер менее чем за 48 часов до момента наблюдения, возможно, потому что родился нездоровым из-за плохого состояния матери. Снятое с дрона видео позволило исследователям в подробностях описать поведение самки. На полученных кадрах видно, как предполагаемая мать плавает вокруг мертвого детеныша кругами, подныривает под него, отплывает на несколько метров, возвращается и касается его головы своей. Один раз самка погрузилась на несколько метров, затем подплыла к детенышу, после чего сдвинула его тело головой. При этом она интенсивно выпускала фонтан из дыхала. В другом случае самка поднырнула под детеныша и головой приподняла его тело над поверхностью воды. Действия самки, которую встретили Мартин и его соавторы, типичны для китообразных, взаимодействующих с телами мертвых сородичей, в том числе детенышей. Однако для клюворылов (и всего семейства клюворыловых) такое поведение описано впервые. О том, как клюворылы приносят потомство и ухаживают за ним, в целом почти ничего неизвестно, ведь представители данного вида живут в открытом океане, охотятся на больших глубинах и редко появляются на поверхности воды. Однако предполагается, что матери-клюворылы заботятся о детенышах на протяжении нескольких лет и формируют сильную эмоциональную привязанность к ним. Это может объяснять, почему самка, встреченная исследователями, не хотела покидать мертвого сына. Что именно двигало самкой, сказать невозможно. Возможно, она не понимала, что ее детеныш умер, и пыталась оценить его состояние или заставить дышать. Однако не исключено, что мать осознавала смерть сына, испытывала горе и оплакивала его. Как бы то ни было, нежелание самки расстаться с умершим детенышем могло обойтись ей дороже, чем представителям других видов китообразных. Чтобы оставаться рядом со всплывшим телом отпрыска, ей приходилось держаться на поверхности, где клюворылы не могут охотиться и уязвимы перед хищниками, такими как акулы и косатки (Orcinus orca). Ранее мы рассказывали о самке дрила (Mandrillus leucophaeus) из чешского сафари-парка, которая два дня носила за собой труп мертвого детеныша и ухаживала за ним — а затем съела. Вероятно, какое-то время мать пыталась добиться от младенца реакции, однако затем предпочла съесть его, чтобы восполнить энергию, затраченную во время беременности.