Так эти амфибии становятся почти невидимыми для хищников
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.
Необычные пищевые привычки этих птиц зафиксировали волонтеры проекта Gulls Eating Stuff
Британский орнитолог Элис Райзли запустила проект, посвященный питанию чаек. Она предложила всем желающим поделиться фотографиями этих птиц во время кормления. Как сообщает The Guardian, с декабря 2024 года добровольцы загрузили уже около 248 изображений. На них чайки кормятся рыбой, морскими беспозвоночными, яйцами, птенцами и мусором, но также употребляют и намного более необычную пищу — например, кротов и тюленье молоко. Райзли надеется, что собранные в рамках проекта данные позволят больше узнать о том, как меняются кормовые привычки чаек, а также помогут изменить отношение общества к этим птицам.