Хорошие отцы у стеклянных лягушек оказались обладателями скромных семенников

Зоологи обнаружили, что у самцов стеклянных лягушек, которые сторожат икру, семенники меньше, чем у представителей родственных видов, не проявляющих отцовской заботы. Как отмечается в статье для журнала Proceedings of the Royal Society B, мужские особи этих амфибий могут повышать свой репродуктивный успех, производя как можно больше спермы или охраняя кладки от конкурентов, которые хотели бы ее оплодотворить. Однако следовать двум этим стратегиям одновременно слишком затратно.

Среди самцов бесхвостых амфибий встречаются заботливые отцы, которые тратят много времени и сил, чтобы обеспечить потомство всем необходимым и защитить его от врагов. Например, мужские особи африканских роющих лягушек (Pyxicephalus adspersus) охраняют отложенную партнершами икру и вылупляющихся из нее головастиков. А если лужа или пруд, где развиваются будущие лягушата, начинает пересыхать, их отец прорывает канал к более крупному водоему. Столь же ответственны самцы веслоногов Raorchestes chalazodes, которые обитают в лесах на юго-западе Индии. Они находят в стебле бамбука удобное место для кладки, откуда ее не смоет дождями, после чего защищают икру от хищников, паразитов и сородичей.

Команда зоологов, которую возглавила Анелет Валенсия-Агулар (Anyelet Valencia-Aguilar) из Университета штата Сан-Паулу, предположила, что самцам лягушек, жаб и их родственников приходится распределять ограниченные ресурсы между производством как можно большего количества спермы и заботой о потомстве. Обе эти стратегии способны существенно повысить репродуктивный успех — однако они требуют значительных вложений, из-за чего совмещать их проблематично. В таком случае самцы бесхвостых амфибий, которые активно ухаживают за икрой и головастиками, должны обладать небольшими семенниками и производить относительно немного спермы. Напротив, самцы с крупными семенниками и большим запасом спермы, скорее всего, являются плохими отцами.

Валенсия-Агулар и ее коллеги решили проверить эту идею на стеклянных лягушках (Centrolenidae), примерно 160 видов которых обитают в тропических лесах Центральной и Южной Америки. Самки этих амфибий откладывают икру на листья нависающих над ручьями деревьев, в покрывающий ветви мох или на поверхность камней около воды. При этом у одних видов самцы по ночам или круглыми сутками сторожат развивающиеся кладки от хищников и конкурентов (под покровительством одного самца может быть до шести кладок от разных партнерш), а у других совсем о них не заботятся. Кроме того, мужские особи отдельных видов стеклянных лягушек стали мельче самок и обзавелись растущими на плечах шипами, которые используются для драк с соперниками.

Исследователи сопоставили данные об анатомических особенностях, брачном поведении и родственных связях 37 видов стеклянных лягушек из девяти родов (самцы заботятся о кладках у 11 из этих видов). Часть сведений они собрали сами в ходе полевых работ в Эквадоре и Бразилии в 2016-2019 годах и во время осмотра музейных коллекций, а часть почерпнули из научной литературы. В результате выяснилось, что у самцов стеклянных лягушек, которые заботятся об икре, например, представителей родов Hyalinobatrachium и Centrolene, семенники действительно меньше, чем у их более беспечных сородичей (p=0,007), с поправкой на размеры тела и филогению. Однозначной связи между наличием шипов на плечах или половым диморфизмом с одной стороны и размерами семенников или заботой о потомстве с другой обнаружено не было.

На финальной стадии исследования Валенсия-Агулар с соавторами проверила, существует ли у стеклянных лягушек взаимосвязь между размером кладки (с поправкой на длину тела самки) и склонностью самцов проявлять заботу о потомстве. Для этого ученые проанализировали данные для 30 видов этих амфибий. Оказалось, что у видов с относительно крупной кладкой отцовская забота встречается чаще. При этом размер кладки не влияет на размеры семенников.

Результаты исследования подтверждают, что самцы стеклянных лягушек, которые проявляют заботу о потомстве, отличаются скромными семенниками и производят меньше спермы. Авторы отмечают, что самец, который сторожит кладку, защищает икринки в том числе и от соперников, пытающихся их оплодотворить. Тем самым он гарантирует, что все вылупившиеся головастики будут его потомками. В результате ему уже не нужно участвовать в так называемой конкуренции сперматозоидов с другими самцами. Это позволяет сократить производство спермы и обойтись небольшими семенниками. Кроме того, защищая кладку от хищников, самец повышает вероятность, что большая доля его потомков сумеет выжить.

Стеклянные лягушки обладают полупрозрачными телами, малозаметными на фоне растительности тропического леса. При этом во время дневного отдыха эти амфибии выводят эритроциты из кровотока и прячут их в печени. Так они повышают прозрачность тканей и эффективность своего камуфляжа.