Сто лет островной жизни уменьшили размеры африканских жаб

Африканские жабы Sclerophrys gutturalis, завезенные человеком на острова Маврикий и Реюньон, заметно уменьшились в размерах на новых местах жительства. К такому выводу пришли исследователи, сравнив представителей этого вида с Маскаренских островов с их сородичами из Южной Африки. По мнению авторов, быстрые изменения размеров связаны с влажным островным климатом, в котором жабы могут размножаться круглый год. Результаты исследования опубликованы в статье для журнала Biology Letters.

Тропические острова — это настоящие эволюционные лаборатории, где благодаря отсутствию хищников и конкурентов появляются самые необычные виды животных и растений. Обычно биологи могут наблюдать лишь результаты этого процесса, однако порой у них появляется возможность отследить его первые этапы — например, когда на остров естественным путем или с человеческой помощью попадает новый вид и начинает приспосабливаться к местным условиям.

Команда исследователей во главе с Джеймсом Бакстером-Гилбертом (James Baxter-Gilbert) из Стелленбосского университета в Южной Африке решила выяснить, как островная жизнь повлияла на жаб Sclerophrys gutturalis. Природный ареал этого вида охватывает юг и восток Африки, однако около ста лет назад люди намеренно, ради борьбы с вредителями сахарного тростника, завезли его на острова Индийского океана: в 1922 году на Маврикий, а в 1927 году — на соседний Реюньон. На Маскаренских островах амфибии прижились и успешно размножились, став инвазивным видом, который угрожает местным беспозвоночным.

В попытке выявить отличия между островными жабами и их материковыми предками, авторы поймали 158 взрослых особей на Маврикии, 186 — на Реюньоне и 151 — около южноафриканского города Дурбан (именно отсюда происходили первые особи, попавшие на Маскаренские острова). У каждой из них определяли пол и оценивали длину туловища, длину и ширину челюстей, а также длину передних и задних конечностей.

Анализ показал, что жабы из островных популяций меньше, чем их сородичи из Южной Африки. Длина туловища маврикийских самок оказалась на 33,9 процента короче, чем у материковых сородичей, а реюньонских — на 25,9 процента. У особей женского пола из обеих популяций по сравнению с предками оказались укорочены задние конечности и стопы. Кроме того, у маврикийских самок уменьшилась длина предплечий (на 8,8 процента), а у реюньонских — длина челюстей (на 4,5 процента).

У самцов наблюдалась немного иная картина. Общая длина тела по сравнению с материковыми предками уменьшилась лишь у особей мужского пола с Маврикия (на 22,4 процента), но не с Реюньона. При этом сокращение длины задних конечностей произошло на обоих островах. Длина стоп у маврикийских самцов по сравнению с южноафриканскими была на 16,8 процента короче.

Авторы полагают, что уменьшение размеров маврикийских и реюньонских жаб связано с их адаптацией к жизни на островах в результате естественного отбора или фенотипической пластичности. Эффектом основателя этот процесс объяснить нельзя, поскольку обе популяции достаточно генетически разнообразны. Кроме того, при намеренной интродукции амфибий их обычно завозили сразу большими партиями. Интересно, что столь радикальные изменения произошли всего за сто лет, хотя обычно они занимают намного больше времени.

Какие именно факторы заставили жаб ужаться в размерах, пока неясно. Возможно, причина в том, что в жарком климате континентальной Африки эти амфибии размножаются лишь в сезон дождей, так что за короткий срок им приходится производить много икры и спермы. Чтобы накопить достаточно энергии для этого, они должны оставаться крупными. 

Во влажном климате Маврикия и Реюньона сезон размножения жаб растянут на весь год и нужды поддерживать крупные размеры у них не осталось. Что касается длины задних конечностей, то она могла уменьшится из-за того, что на Маскаренских островах у этих амфибий намного меньше врагов, чем в родной Африке. Согласно другой гипотезе, задние лапы стали короче в ответ на снизившуюся потребность в расселении молодых особей. Впрочем, признают авторы, все эти предположения требуют проверки. 

Хотя некоторым видам амфибий люди помогли расселиться по миру, большинство лягушек, жаб и саламандр страдают от человеческой деятельности. Например, редкие лягушки лоанские свистуны (Telmatobius dankoi), обитавшие в единственном ручье на севере Чили, едва не вымерли, когда местные жители отвели из него воду. К счастью, нескольких выживших особей удалось доставить в зоопарк Сантьяго и размножить. 

Сергей Коленов