Головастики жаб-ага из инвазивной австралийской популяции в два с половиной раза чаще едят более мелких головастиков своего же вида, чем их сородичи из Южной Америки. Кроме того, они не просто нападают на представителей собственного вида при удачной возможности, а целенаправленно охотятся на них. Как отмечается в статье для журнала Proceedings of the National Academy of Sciences, такое поведение связано с высокой плотностью инвазивной популяции, которая привела к сильной конкуренции за ресурсы. При этом в ответ на каннибализм икринки и головастики австралийских жаб стали развиваться быстрее.
Жаб-ага (Rhinella marina) завезли в Австралию в середине 1930 годов для борьбы с вредителями сахарного тростника. Однако ядовитые амфибии сами вскоре превратились в серьезную проблему. Они широко распространились по северной и восточной части континента и вместо вредителей, на которых должны были охотиться, стали поедать местную фауну. Более того, от нашествия жаб серьезно пострадали австралийские хищники, которые не понимают, что эти амфибии ядовиты, пытаются их съесть и погибают. В результате популяции некоторых видов варанов, змей и сумчатых куниц серьезно сократились.
Одним из главных факторов, ограничивающих успех размножения жаб-ага в Австралии, является соперничество с представителями собственного вида на ранних этапах жизни. Дело в том, что эти жабы мечут икру во временные пруды — и здесь же развиваются их головастики, которые питаются в основном водорослями и детритом. Ресурсы в таких водоемах ограничены, а конкуренция за них очень высока, поэтому головастики нередко поедают икру сородичей и только что вылупившихся головастиков, которые первое время остаются малоподвижными и не питаются. В некоторых случаях прожорливые головастики снижают выживаемость конспецифичных кладок на 99 процентов.
Герпетолог Джайна Девор (Jayna L. DeVore) из Сиднейского университета и ее коллеги предположили, что у себя на родине, в Центральной и Южной Америке, головастики жаб-ага относятся к сородичам более миролюбиво, а склонность к каннибализму возникла или усилилась уже после переселению в Австралию в качестве реакции на высокую плотность популяции (здесь она примерно в десять раз выше, чем в естественном ареале). Чтобы проверить данную гипотезу, исследователи поймали несколько взрослых жаб во Французской Гвиане, откуда эти амфибии попали сначала на Гавайи, а потом в Австралию. Кроме того, несколько особей были пойманы в Австралии.
Пойманных жаб разводили в неволе, а полученных головастиков использовали в экспериментах, чтобы оценить их склонность поедать представителей собственного вида. Исследователи помещали в емкость с водой десять только что вылупившихся головастиков, а затем подсаживали к ним более крупного сородича со средней массой 80,6 грамма. Спустя 24 часа ученые подсчитывали количество убитых и выживших головастиков. В общей сложности был проведен 141 тест с потомством гвианских жаб и 373 теста — с потомством австралийских. В ходе них Девор с соавторами выяснили, что юных сородичей поедают как гвианские, так и австралийские головастики, однако последние делают это в 2,55 раза чаще.
Головастики жаб-ага не способны убивать головастиков собственного вида старше 25 стадии развития по Госнеру, поэтому они поедают сородичей, лишь когда те находятся на стадии икринок или на малоподвижной непитающейся стадии после вылупления. Неудивительно, что, головастиков из австралийской популяции привлекают химические соединения, выделяемые только что вышедшими из икринок сородичами. Девор и ее коллеги предположили, что головастиков из Французской Гвианы, которые менее склонны к каннибализму, такие вещества должны интересовать меньше.
Для проверки этой идеи исследователи сажали в емкости с водорослями по 50 крупных головастиков, а затем помещали туда же по две ловушки: в одной из них находилось 300 только что вылупившихся головастиков, недоступных для старших сородичей, а вторая была пустой. После этого ученые подсчитывали количество особей, попавшихся в каждую из ловушек. После 69 тестов авторы установили, что гвианские головастики с равной вероятностью попадают в ловушку с сородичами и в пустую ловушку. Однако австралийские оказываются в ловушке с сородичами в 29,5 раза чаще, чем в контрольной. Таким образом, в естественном ареале головастики жаб-ага поедают представителей собственного вида изредка и лишь при удачной возможности, а в Австралии целенаправленно на них охотятся. Более того, учуяв только что вылупившихся головастиков, они прекращают кормление водорослями и отправляются поедать сородичей.
На следующем этапе Девор с соавторами оценили реакцию молодых головастиков на присутствие хищных сородичей. Исследователи помещали икринки, отложенные жабами из гвианской и австралийской популяций, в контрольные емкости и емкости, где находилось по два головастика-каннибала (последние были заключены в клетки и не могли съесть икру и молодых сородичей). Проанализировав скорость развития икры и головастиков, ученые выяснили, что в присутствии более крупных представителей собственного вида потомство австралийских жаб быстрее достигает 25 стадии по Госнеру (p <0,0001), сокращая период, когда оно уязвимо для сородичей-каннибалов. Гвианские жабы намного менее пластичны: представители большинства кладок не ускоряют развитие в ответ на риск стать жертвами более крупных головастиков. Судя по всему, угроза каннибализма в пределах естественного ареала жаб-ага недостаточно велика, чтобы перевесить затраты на поддержание высокой пластичности.
Дополнительный тест подтвердил, что способность регулировать скорость развития дорого обходится жабам. Ученые вырастили 1190 головастиков из кладок, включенных в предыдущий эксперимент, и отследили, как быстро они развиваются и насколько хорошо растут. Оказалось, что чем сильнее развитие головастиков ускоряется в присутствии сородичей-каннибалов, тем хуже они растут впоследствии. Эта закономерность верна и для гвианской, и для австралийской популяции. Кроме того, в контрольных условиях головастики из более пластичных кладок развиваются медленнее обычных сородичей (p= 0,045).
Исследователи предположили, что, учитывая высокие затраты на пластичность, австралийским жабам-ага выгоднее сокращать период, в течение которого икринки и головастики уязвимы для сородичей-каннибалов, за счет эволюционных изменений. Эксперименты подтвердили эту идею. Оказалось, что среди кладок, для которых характерна низкая пластичность, гвианские достигают стадии головастика за пять дней, а австралийские — за три дня. При этом, в отличие от ускоренного развития в ответ на присутствие сородичей-каннибалов, эта особенность не приводит к замедлению роста на следующих этапах жизни. Девор и ее соавторы полагают, что высокая пластичность, характерная для большинства австралийский головастиков, — временное явление. Уже сейчас данная популяция переживает сильный отбор на сокращение сроков развития икры, так что этот признак с высокой вероятностью закрепится среди местных жаб — особенно в центральной части ареала, где каннибализм особенно распространен.
Австралийские животные также меняют поведение в ответ на присутствие инвазивных жаб. Например, некоторые северные сумчатые куницы (Dasyurus hallucatus) перестали воспринимать ядовитых амфибий как добычу. Зоологи выяснили, что эта особенность передается по наследству, а не путем обучения потомства.
Сергей Коленов
Наибольшую активность проявляли вечерницы и складчатогубы
Вечерницы и широкоухие складчатогубы охотятся на ночных бабочек и других насекомых, когда те во время осенних миграций пересекают перевал Буджаруэло в Пиренейских горах. К такому выводу пришли зоологи, проанализировав активность этих существ в данной местности. Как отмечается в статье для журнала Royal Society Open Science, вероятно, вечерницы прилетают на перевал ради охоты за мигрирующими насекомыми или путешествуют вместе с ними, а складчатогубы держатся здесь круглый год и осенью просто получают в свое распоряжение богатый источник пищи. Каждую осень миллионы европейских птиц, летучих мышей и насекомых отправляются на зимовку в Средиземноморье и Африку. Перемещения такого большого количества живых существ привлекают внимание хищников, которые охотятся на крылатых мигрантов. Например, чеглоки Элеоноры (Falco eleonorae), гнездящиеся в Южной Европе и Северной Африке, ловят перелетных птиц и выкармливают ими птенцов, появление которых приурочено к началу осенней миграции. А летучие мыши широкоухие складчатогубы (Tadarida teniotis) в осенние месяцы охотятся на мигрирующих ночных бабочек, что обеспечивает самок этого вида энергией, необходимой, чтобы выносить и выкормить потомство. Кроме того, этот источник корма помогает складчатогубам накопить жир для зимней спячки. Команда зоологов под руководством Карла Уоттона (Karl R. Wotton) из Эксетерского университета решила подробнее изучить взаимоотношения мигрирующих насекомых и летучих мышей. Для этого исследователи отправились на перевал Буджаруэло, который расположен на высоте 2273 метра в Пиренейских горах на границе Франции и Испании. Хотя ширина этого прохода в горном хребте составляет всего 30 метров, осенью через него пролетает огромное количество перелетных птиц и насекомых, следующих на юг. За 90 ночей в сентябре-октябре 2019-2021 года Уоттон и его соавторы с помощью световой ловушки наловили 4187 перелетных насекомых, принадлежащих к 66 видам из четырех отрядов и тринадцати семейств. Из них 90 процентов составили ночные бабочки из семейства совок (Noctuidae), в первую очередь хлопковые совки (Helicoverpa armigera) (31 процент всех особей), желтые полосатые совки (Mythimna vitellina) (21 процент) и большие ленточные совки (Noctua pronuba) (12 процентов). В более теплые ночи через перевал Буджаруэло летело больше насекомых, а при сильном ветре и осадках меньше. При этом особенно активной миграция была, когда дул встречный юго-западный ветер, который мешал насекомым подняться над вершинами гор и заставлял их лететь через перевал. Активность летучих мышей на перевале Буджаруэло Уоттон с коллегами изучали в сентябре 2019 года. Для этого исследователи установили здесь автоматический детектор ультразвуковых сигналов рукокрылых. За время работы устройство записало 463511 сигналов, принадлежащих семи-восьми видам летучих мышей. Наибольшую активность на перевале проявляли представители четырех-пяти видов: малые или рыжие вечерницы (Nyctalus leisleri / noctula) (два этих вида трудно различить по эхолокационным сигналам), широкоухие складчатогубы, европейские широкоушки (Barbastella barbastellus) и нетопыри-карлики (Pipistrellus pipistrellus). При этом активность вечерниц была в 2,5 раза выше, чем у следующих за ними складчатогубов. По словам исследователей, вечерницы и складчатогубы были более активны в ночи, когда через Буджаруэло летело больше насекомых (p < 0,0005). В частности, максимальное количество сигналов вечерниц было отмечено в ночи с особенно высокой численностью шестиногих мигрантов. Учитывая, что детектор несколько раз записывал звуки, которые вечерницы и складчатогубы издают во время охоты, они, несомненно, ловили и поедали насекомых. Для широкоушек и нетопырей-карликов выявить корреляцию между их активностью и численностью насекомых не удалось. Погодные условия на перевале почти не влияли на рукокрылых. Однако все их виды вели себя активнее при юго-западном ветре, а нетопыри — еще и при низкой скорости ветра. Уоттон и его соавторы отмечают, что среди четырех-пяти видов летучих мышей, которые проявляли наибольшую активность на перевале Буджаруэло, осенние перелеты совершают только вечерницы обоих видов и нетопыри-карлики. Возможно, вечерницы ради охоты на насекомых останавливаются на перевале во время миграций или специально прилетают сюда подкрепиться, отклоняясь при этом от маршрута. Согласно другой версии, эти летучие мыши летят на юг вместе с потоком насекомых, время от времени поедая их без отрыва от миграции. Если верна вторая гипотеза, то это первый пример рукокрылых, которые мигрируют вместе с насекомыми, на которых охотятся. А вот нетопыри-карлики просто мигрируют через перевал без какой-либо зависимости от перелетных насекомых. Широкоухие складчатогубы и европейские широкоушки считаются оседлыми видами. При этом, как уже упоминалось выше, осенью складчатогубы часто охотятся на перелетных совок. Вероятно, представители данного вида не прилетают на перевал Буджаруэло специально ради охоты на мигрирующих насекомых, а живут здесь постоянно и в осенние месяцы просто получают доступ к богатому источнику пищи. Авторы предполагают, что складчатогубы ловят насекомых не только в самом перевале, но и на более значительных высотах, куда они легко способны подняться. Что касается широкоушек, то они охотятся исключительно под пологом леса, поэтому, скорее всего, посещают перевал, чтобы перебраться из одного лесного массива в другой или поискать место для зимовки. Европейские летучие мыши — не единственные млекопитающие, благополучие которых зависит от мигрирующих ночных бабочек. Например, горные кускусы (Burramys parvus) из Австралии охотятся на совок богонг (Agrotis infusa), которые составляют до трети их рациона. Однако в 2017-2019 годах численность этих бабочек резко упала из-за жары и засухи. Из-за этого самкам кускусов в течение нескольких лет было трудно вывести потомство. К счастью, затем последовала череда влажных лет, что позволило совкам частично отыграть потери численности.