Что выделяют лягушки для защиты
Российские учёные совместно с коллегами из Словении проанализировали защитный кожный секрет травяной лягушки Rana temporaria из популяции, обитающей в Центральной Словении, и сравнили результаты с аналогичными показателями для московских земноводных того же вида. Оказалось, что состав секрета животных из разных регионов различается, а значит, по нему можно определить их родину. И не только. Результаты исследования опубликованы в журнале Analytical and Bioanalytical Chemistry.
Травяные ранидные лягушки — один из самых распространённых видов лягушек в Европе. Слизь с поверхности кожи — их единственная, помимо маскирующей окраски, защита от всех опасностей. Поэтому в процессе эволюции у каждой популяции сложился уникальный состав кожного секрета — в зависимости от возможных угроз, существующих в конкретной среде обитания. Активные пептиды слизи одних групп лягушек вызывают рвотный рефлекс у рыб, заставляя тех выплюнуть жертву. Слизь лягушек из других местностей вызывает у хищных птиц такую боль, что они не могут закрыть клюв и проглотить добычу. Пептиды ещё каких-то популяций отвечают за защиту от грибков, вирусов и вредных бактерий и способны ускорять регенерацию мягких тканей. Поэтому для учёных важно изучить состав и структуру каждого пептида, понять, как именно он действует, и попытаться найти ему полезное для людей применение.
Для определения структуры активных веществ авторы исследования использовали метод масс-спектрометрического анализа с предварительным хроматографическим разделением компонентов смеси: ионизируя молекулы вещества, они фиксировали отношение их массы к заряду и с учётом атомных масс элементов устанавливали состав молекул и их активных фрагментов. Сравнивая пептиды словенской и московской популяции травяных лягушек, учёным удалось не только сделать прогноз о функциях выявленных пептидов, но и найти новый способ различать виды и популяции лягушек.
«Часто бывает сложно определить, к какому виду относятся особи, ведь они очень похожи между собой. Даже у опытных биологов с этим возникают проблемы. Однако теперь, когда известно, что у каждого вида лягушек есть свой собственный набор пептидов, определить принадлежность особи будет легко. Более того, теперь существует возможность узнать и то, к какой именно популяции она относится — ранее не было ни одного способа, позволяющего это сделать. Так что мы можем говорить о настоящем открытии», — делится Альберт Лебедев, доктор химических наук, профессор кафедры органической химии химического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова и заведующий лабораторией физико-химических методов анализа строения вещества.
Основная цель исследователей — найти такой способ изучения структуры пептидов, при котором не нужно будет проводить дополнительные химические реакции, предваряющие масс-спектрометрический анализ и приводящие к потерям целевых компонентов или загрязнению образца побочными продуктами. Есть проблемы и с количеством образцов, поскольку сбор кожного секрета лягушек — также трудоёмкий процесс. Количества кожного секрета, выделяемого одной особью, для исследования обычно недостаточно.
Авторы статьи использовали безвредный для лягушек метод мягкого электростимулирования, разработанный в Австралии в конце прошлого века. Учёные водили вдоль спин амфибий электродами, после чего слизь начинала выделяться более эффективно. Такая процедура проводилась раз в пару недель, чтобы подопытные смогли восстановиться до нормального состояния.
Наконец, основная сложность состояла в том, что активные пептиды, выделяемые организмом лягушки, выполняют свою функцию в считанные секунды. Уже через минуту в только что взятом образце слизи не остаётся никаких действующих веществ. Всё из-за ферментов, которые останавливают работу выполнивших функцию пептидов до того, как те смогут навредить организму хозяйки. Но и для этой проблемы нашлось решение: смыв слизи с кожи водой в контейнер с метанолом, который дезактивирует ферменты. Полученный водно-метанольный раствор фильтровали, а фильтрат использовали для изучения активных пептидов.
Эти методы будут использоваться и в будущих исследованиях. Уже планируется выяснить действие новых пептидов на грибки, бактерии и вирусы, а также изучить их противораковый потенциал. Учёные собрали и особей других видов и теперь выясняют возможность альтернативных способов стимулирования секреции слизи.
«Главная проблема современных лекарственных препаратов заключается в том, что вредные микроорганизмы быстро вырабатывают к ним устойчивость. Фармакологические компании тратят миллионы на разработку новых антибиотиков, а в результате большая их часть через некоторое время становится бесполезной. С активными пептидами из кожного секрета травяной лягушки всё по-другому. Так как они совершенно иначе действуют на микроорганизмы, бактерии не вырабатывают к ним устойчивости, хотя природа их воздействия до конца ещё не изучена. Именно по этой причине лягушки живут на планете уже более 300—400 миллионов лет. Вот почему мы надеемся, что их пептиды могут стать основой для лекарств будущего поколения», — объясняет Альберт Лебедев.
От редакции
К сожалению, хоть лягушки и живут на Земле сотни миллионов лет, сейчас пептиды, выделяемые из их кожи, не очень-то им помогают — грибок Batrachochytrium dendrobatidis истребляет их целыми видами. Так что если и есть повод смотреть на противогрибковый потенциал лягушачьей слизи с оптимизмом, то — как минимум — с осторожным.
Что выделяют лягушки для защиты
Защитное поведение земноводных
Защитное поведение земноводных включает в себя как пассивно оборонительные реакции – затаивание, замирание, убегание от врагов, упрятывание в укрытиях, отбрасывание (автотомия) хвоста и др., так и активную защиту – криками, отталкиванием, угрожающими позами с использованием ядовитых выделений и прочее.
Для оборонительного поведения амфибиям предоставлены морфологические и физиологические особенности их организма. К морфологическим особенностям относятся все типы покровительственной или отпугивающей окраски и формы тела животных, а также органы пассивной и активной защиты от врагов: мозоли на лапах для зарывания амфибий в землю, ядовитые кожные железы.
К физиологическим особенностям организма земноводных относятся выработка и выделение кожей ядовитых веществ; процессы, сопровождающие изменение цвета кожи для создания маскирующего или отпугивающего эффекта; сложнейший механизм регенерации отброшенного хвоста и многие другие, что подробно описано в разделе «Универсальная система кожного покрова земноводных».
Без морфологических и физиологических защитных особенностей защитное поведение амфибий было бы малоэффективным.
Затаивание и убегание
При виде двигающегося пугающего объекта бесхвостые амфибии затаиваются. Жабы и наземные лягушки при этом зачастую пригибают голову к земле. А вот квакши обычно отдыхают на нижней стороне листьев, спасаясь одновременно от прямых солнечных лучей и от врагов. Благодаря своим присоскам они прекрасно лазают по веткам и листьям даже в положении вниз головой. Когда им грозит опасность, квакши замирают, притворяясь мертвыми, или поспешно удирают длинными прыжками. Сухопутные хвостатые амфибии, например некоторые саламандры, в случае опасности тоже способны притворяться мертвыми. В такой позе они могут оставаться более 20 минут.
Бегство у амфибий бывает вызвано только при значительном приближении пугающего объекта или при его значительном размере. А если это небольшое, но несъедобное или жалящее насекомое, то у земноводных могут включаться реакции отпрыгивания или отворачивания, закапывания, наклона головы, прижимания ног плотно к телу и другие. В период размножения лягушки многих видов весьма осторожны. Они ныряют, заметив фигуру человека на большом расстоянии. В реакциях бегства наземных лягушек иногда проявляется знание местности (память). Представители некоторых видов могут двигаться по сложному маршруту и в конце скрываться в своем убежище.
У древесных квакш, в случае опасности, преобладает реакция затаивания, но если пугающий объект появляется слишком быстро, они совершают бег прыжками. При этом квакши никогда не прыгают наугад – прыжок всегда четко нацелен на конкретную ветку.
Отбрасывание хвоста и регенерация
Хвост у наделенных им земноводных – очень важная часть тела. Некоторые хвостатые земноводные могут повиснуть на хвосте, опереться на него при подъеме на высоту, использовать как толчковую пятую лапу при прыжке. Некоторые саламандры способны с успехом использовать отвлекающий маневр хвостом. В случае опасности они могут, как и ящерицы, отбрасывать хвост и, пожертвовав малым, спасают свою жизнь. Ведь после отбрасывания хвост продолжает шевелиться, отвлекая внимание хищника от убегающего животного. Но порой саламандра оставляет в зубах преследователя совсем не безобидный «подарок», а хвост с ядовитыми железами. И хищник, схвативший такой хвост, хорошо запомнит полученный урок, так что впредь охотиться на саламандр не рискнет.
Интересно, что среди безлегочных саламандр хвост чаще теряют самки, чем самцы. Как считают натуралисты, во время размножения они охраняют кладку икры и в этот период менее склонны убегать при любой опасности, как это делают самцы. Самки способны отогнать от своей кладки крупных жуков или саламандр сходного с ними размера. Но они не в состоянии справиться со змеями и крупными саламандрами, потому остаются без хвоста.
Способность животных в случае опасности самопроизвольно отбрасывать свои части тела называется автотомией (аутотомией). Обычно она сопровождается процессами регенерации – восстановлением утраченной части тела. У земноводных это происходит так же, как и у пресмыкающихся. Например, экспериментально установлено, что тритон обладает способностью восстанавливать не только утраченный хвост, но и ноги, у него может восстановиться глаз, если только он не удален целиком, а также другие жизненно важные органы. В лаборатории хвостатые земноводные продемонстрировали просто невероятную способность к регенерации. Удаляемый неоднократно хвост заменялся новым. Он получал новые позвонки и вырастал до той же длины, что и предыдущие. Многократно восстанавливались ноги и даже челюсти. Исследователи заставили своих тритонов воссоздать заново 687 костей, причем всего за три месяца.
Удивительную способность к регенерации проявляют зародыши земноводных. В условиях эксперимента были взяты зародыши лесной и болотной лягушки и их половинки приживили. После срастания получился сборный головастик, который вырос в сборную лягушку – наполовину лесную, а наполовину болотную.
Предупреждающее поведение и использование ядов
Большинство тритонов и саламандр активно только в сумеречно–ночное время. Это значительно уменьшает риск подвергнуться нападению хищников. Однако если нападения трудно избежать, представители многих видов земноводных способны использовать различные способы активной защиты.
У многих видов земноводных приближение опасного объекта вызывает предупреждающее или защитное поведение. Одни начинают энергично надуваться, приподнимаются на лапах и, широко открыв рот, издают различные звуки. Другие, особенно крупные тропические лягушки, кусают врага, третьи – поворачиваются к опасным объектам и принимают атакующую устрашающую позу и т.д.
У чесночниц, жаб многих видов в основном инстинктивное поведение при угрозе выражается в раздувании тела за счет заглатывания воздуха, приподнимании на четырех лапах, чтобы «казаться» больше, и угрожающем покачивании взад-вперед. Раздувание тела служит препятствием для проглатывания этих животных хищником. Когда в террариум с группой жаб поселяли ужа, питающегося ими, то все жабы раздувались и сидели, повернувшись головами к змее.
Интересным устройством и поведением отличается четырехглазая лягушка. На ее спине заметны два пятна в виде глаз. Во время приближения опасного объекта лягушка раздувается и приподнимает заднюю часть спины, показывая эти ложные глаза. Кроме того, лягушка из желез выделяет неприятное для врага вещество. Все основные ее способности, конечно же, не желание амфибии, как считают, «ловко сбить хищника с толку. Возможность вырабатывать необходимые пигменты, «разрисовывать» ложные глаза, создавать и применять «химическое оружие» и вообще весь целесообразный поведенческий комплекс, организующий реакцию отпугивания, – все это получено четырехглазой лягушкой по наследству от предков и будет бережно и в неизменном виде передано потомкам.
Яды в основном вырабатываются железами на голове и хвосте земноводных, зачастую обеспеченных предупреждающей яркой окраской. Они в основном лишены инстинкта бегства и при реакции на мышей, змей или землероек принимают позу, при которой их тело обращено к хищнику местами наибольшего скопления ядовитых желез. А представители саламандр одного из видов специально прогибаются кольцом, чтобы показать хищнику свою яркую предупреждающую окраску на животе.
Как считают зоологи, эта мера нужна ядовитым земноводным, «чтобы испугать хищника». Но эффективность такого поведения амфибий зависит от способности хищника понять связь между окраской животного и возможными последствиями своего нападения на него. Слово «понять» слишком много значит и не может быть применено к поведенческим проявлениям хищников. Ведь них изначально заложен врожденный инстинкт избегать употребления в пищу ярко окрашенной добычи. Хотя, несомненно, важную дополнительную информацию к уже существующим наследственным знаниям, может нести индивидуальный опыт.
О лягушках
Лягушка – это удивительное существо. Если взглянуть на неё с одной стороны, то мы заметим лишь то, что это гадкое существо с мокрой и холодной кожей. К тому же у неё ещё малопривлекательная лупоглазая мордочка и лапки с перепонками. Но с другой стороны, если поближе к ней присмотреться и не принимать во внимание существующие предубеждения, по утончённости своих нарядов и изяществу движений лягушка не уступит даже самой царевне. Они даже могут быть отнесены к числу наиболее привлекательных существ на планете.
Лягушки хорошо и широко освоили нашу планету. Встретить их можно не только на водоёмах или болотах, как мы все привыкли, но даже в глубине пустынь. Но, конечно, для этого в пустыне должен быть небольшой источник воды. Проживают они в крупных городах и в районах, куда не ступала нога человека.
Лягушки – это амфибии, населяющие практически все части мира. Они обитают повсюду – в водоемах или болотах, на земле, даже на глубине нескольких метров в твердом слое глины, на деревьях.
Почему лягушки часто-часто моргают во время еды?
Лягушки не могут пережёвывать пищу и не умеют языком проталкивать её в горло. Как же они выходят из положения? Они толкают пищу своими глазами, втягивая их в череп специальными мышцами — вот почему лягушки часто моргают во время еды.
Поющие лягушки
Самые громкоголосые представительницы лягушек способны охватить своим пением радиус в несколько километров! Есть и такие, которые поют исключительно хором. Зачастую мелодии получаются очень красивые, так как самцы подстраиваются под песни своих соседей.
» data-medium-file=»https://xn--80ajiasde0a8a.xn--80adxhks/sait/wp-content/uploads/2020/09/shap-e1599581104271-300×174.jpg» data-large-file=»https://xn--80ajiasde0a8a.xn--80adxhks/sait/wp-content/uploads/2020/09/shap-e1599581104271.jpg» loading=»lazy» width=»800″ height=»464″ src=»https://xn--80ajiasde0a8a.xn--80adxhks/sait/wp-content/uploads/2020/09/shap-e1599581104271.jpg» alt=»Лягушка ферма Москва» data-id=»3120″ data-full-url=»https://xn--80ajiasde0a8a.xn--80adxhks/sait/wp-content/uploads/2020/09/shap-e1599581104271.jpg» data-link=»https://xn--80ajiasde0a8a.xn--80adxhks/lyagushka/shap/» data-lazy-srcset=»https://xn--80ajiasde0a8a.xn--80adxhks/sait/wp-content/uploads/2020/09/shap-e1599581104271.jpg 800w, https://xn--80ajiasde0a8a.xn--80adxhks/sait/wp-content/uploads/2020/09/shap-e1599581104271-300×174.jpg 300w, https://xn--80ajiasde0a8a.xn--80adxhks/sait/wp-content/uploads/2020/09/shap-e1599581104271-768×445.jpg 768w, https://xn--80ajiasde0a8a.xn--80adxhks/sait/wp-content/uploads/2020/09/shap-e1599581104271-330×190.jpg 330w, https://xn--80ajiasde0a8a.xn--80adxhks/sait/wp-content/uploads/2020/09/shap-e1599581104271-370×215.jpg 370w, https://xn--80ajiasde0a8a.xn--80adxhks/sait/wp-content/uploads/2020/09/shap-e1599581104271-600×348.jpg 600w» data-lazy-sizes=»(max-width: 800px) 100vw, 800px» data-lazy-src=»https://xn--80ajiasde0a8a.xn--80adxhks/sait/wp-content/uploads/2020/09/shap-e1599581104271.jpg?is-pending-load=1″ srcset=»data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″>
Группа лягушек называется армией.
Подражая армии, большие группы лягушек собираются во время сезона размножения в поисках пищи. Перемещение в большой группе дает лягушкам повышенный шанс на выживание.
Лягушки пьют воду через кожу.
Лягушки пьют воду через так называемое «питьевое пятно», которое находится на нижней стороне живота и бедер лягушки, что позволяет им впитывать воду через кожу.
Слово «жаба» обычно используется для обозначения лягушек с бородавчатой и сухой кожей, а также с более короткими задними лапами.
Кроме Антарктиды. Хотя лягушки живут как на суше, так и в воде, они более эффективно передвигаются по земле, прыгая и лазая. Используя свои длинные ноги, многие лягушки могут прыгать в 20 раз больше своего роста!
Глаза и нос лягушки находятся на самой макушке головы.
Это позволяет им видеть и дышать, пока большая часть их тела находится под водой. Выпуклые глаза лягушки позволяют ей видеть объекты впереди, по сторонам и позади себя.
» data-medium-file=»https://xn--80ajiasde0a8a.xn--80adxhks/sait/wp-content/uploads/2020/09/lyag-300×169.jpg» data-large-file=»https://xn--80ajiasde0a8a.xn--80adxhks/sait/wp-content/uploads/2020/09/lyag.jpg» loading=»lazy» width=»870″ height=»489″ src=»https://xn--80ajiasde0a8a.xn--80adxhks/sait/wp-content/uploads/2020/09/lyag.jpg» alt=»Лягушка зоопарк» data-id=»3121″ data-full-url=»https://xn--80ajiasde0a8a.xn--80adxhks/sait/wp-content/uploads/2020/09/lyag.jpg» data-link=»https://xn--80ajiasde0a8a.xn--80adxhks/lyagushka/lyag/» data-lazy-srcset=»https://xn--80ajiasde0a8a.xn--80adxhks/sait/wp-content/uploads/2020/09/lyag.jpg 870w, https://xn--80ajiasde0a8a.xn--80adxhks/sait/wp-content/uploads/2020/09/lyag-300×169.jpg 300w, https://xn--80ajiasde0a8a.xn--80adxhks/sait/wp-content/uploads/2020/09/lyag-768×432.jpg 768w, https://xn--80ajiasde0a8a.xn--80adxhks/sait/wp-content/uploads/2020/09/lyag-370×208.jpg 370w, https://xn--80ajiasde0a8a.xn--80adxhks/sait/wp-content/uploads/2020/09/lyag-600×337.jpg 600w» data-lazy-sizes=»(max-width: 870px) 100vw, 870px» data-lazy-src=»https://xn--80ajiasde0a8a.xn--80adxhks/sait/wp-content/uploads/2020/09/lyag.jpg?is-pending-load=1″ srcset=»data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″>
Интересное о лягушках:
Мы работаем ежедневно!
Начало экскурсий в 10-00, 12-00, 14-00, 16-00 Записывайтесь на экскурсии и приезжайте — всего 20 км от МКАД по Осташковскому шоссе, деревня Чиверево, ул. Сливовая, дом 1в
тел. 8(926)630-60-62, 8(925)772-80-70
Роль кожного покрова в защите амфибий
Перейти в оглавление раздела : Особенности поведения амфибий
Жизненно важная окраска
Одной из необходимых защитных особенностей кожи земноводных является создание покровительственной окраски. К тому же и успех охоты часто зависит от умения спрятаться. Обычно окраска повторяет какой-то определенный рисунок объекта окружающей среды. Так, окраска с разводами у многих квакш прекрасно сливается с фоном – стволом покрытого лишайником дерева. Причем квакша способна еще и менять свой цвет в зависимости от общей освещенности, яркости и цвета фона, от климатических параметров. Ее окраска становится темной при отсутствии освещения или на холоде и светлеет – на ярком свету. Представительниц стройных квакш легко принять за поблекший лист, а чернопятнистых – за кусочек коры дерева, на котором она сидит. Практически все тропические амфибии имеют покровительственную окраску, часто чрезвычайно яркую. Только яркая окраска способна сделать животное невидимым среди разноцветья и буйной зелени тропиков.
Но как земноводные смогли разработать и постепенно одеться в покровительственную окраску, не имея знаний по цветоведению и оптике? Ведь наиболее часто у них встречается такая окраска, когда расцветка создает иллюзию разорванности сплошной поверхности тела. В то же время при состыковке частей рисунка, находящихся на туловище и лапках (при их прижимании друг к другу) образуется кажущаяся непрерывность составного узора. Сочетание характера окраски и рисунка часто создает удивительный камуфляж. К примеру, большая жаба наделена способностью создавать обманчивый, маскирующий узор с определенным оптическим эффектом. Верхняя часть ее тела напоминает лежащий тонкий лист, а нижняя – подобна глубокой тени, отбрасываемой этим листом. Иллюзия оказывается полной, когда жаба притаится на земле, усыпанной настоящими листьями. Могли ли все предыдущие пусть даже многочисленные поколения постепенно создать рисунок и цвет тела (с пониманием законов цветоведения и оптики) для точного подражания природному аналогу – побуревшему листу с четко очерченной тенью под его краем? Для этого жабы из века в век должны были настойчиво вести свою окраску к нужной цели, чтобы получить верх – бурым с темным рисунком, а бока – с резким изменением этого цвета на каштаново-коричневый.
Как кожа создает окраску?
Коже земноводных предоставлены в распоряжение чудесные по своим возможностям клетки – хроматофоры. Они похожи на одноклеточный организм с густо ветвящимися отростками. Внутри этих клеток находятся гранулы пигмента. В зависимости от конкретного диапазона цветов в окраске амфибий каждого вида существуют хроматофоры с черным, красным, желтым и синевато-зеленым пигментом, а также светоотражающие пластинки. Когда гранулы пигмента собраны в шарик, они не влияют на окраску кожи амфибии. Если же пигментные частицы п
о определенной команде равномерно распределятся по всем отросткам хроматофора, то кожа приобретет заданный цвет. В коже животного могут находиться хроматофоры, содержащие различные пигменты. При этом каждый вид хроматофора занимает в коже свой слой. Различные цвета окраски амфибии образуются при одновременном действии нескольких видов хроматофоров. Дополнительный эффект создают светоотражающие пластинки. Они придают окрашенной коже переливчатый перламутровый блеск. Важную роль в управлении работой хроматофоров наряду с нервной системой играют гормоны. Пигментоконцентрирующие гормоны отвечают за сбор пигментных частиц в компактные шарики, а пигментостимулирующие – за их равномерное распределение по многочисленным отросткам хроматофора.
А как осуществляется собственное производство по изготовлению пигментов? Дело в том, что все сложнейшие макромолекулы и другие вещества организм чудесным способом, создает для себя сам. Он быстро и уверенно как бы «ткет» из воздуха, света и из вовремя поставляемых ему необходимых элементов – свое собственное тело. Эти элементы всасываются через пищеварительную систему, поступают при вдыхании, диффундируют через кожу. На это «ткацкое производство» в координационном центре каждой клеточки и в системе управления всем организмом существует всеобъемлющая генетическая «документация». Она включает огромный банк данных и программу действий каждой молекулы, молекулярных комплексов, систем, органоидов, клеток, органов и т.п. – вплоть до целостного организма. И вот в этой гигантской по информационному объему документации есть место для программы собственного производства пигментов. Они синтезируются хроматофорами и используются весьма экономно. Когда каким-либо пигментным частицам пришла пора участвовать в окраске и распределяться по всем, даже самым дальним участкам распластанной клетки, в хроматофоре организуется активная работа по синтезу пигментного красителя. А когда потребность в данном пигменте отпадет (при изменении, например, цвета фона на новом месте нахождения амфибии), краситель собирается в комочек, и синтез прекращается. Экономное производство включает в себя и систе
му утилизации отходов. При периодических линьках (например, у озерных лягушек 4 раза в году) частицы кожи лягушки съедают. И это позволяет их хроматофорам синтезировать новые пигменты, освобождая организм от дополнительного сбора необходимых «сырьевых материалов».
Способность к свето- и цветоощущению
Окраска у земноводных некоторых видов может меняться, как у хамелеонов, хотя и более медленно. Так, разные особи травяных лягушек в зависимости от разных факторов могут приобретать различные преобладающие цвета – от красно-коричневого до почти черного. Окраска земноводных зависит от освещенности, температуры и влажности воздуха, и даже от эмоционального состояния животного. И все же главной причиной изменения цвета кожи, зачастую локального, рисунчатого, является «подстраивание» его под цвет фона или окружающего пространства. Для этого в работу включаются сложнейшие системы свето– и цветоощущения, а также координации структурными перестройками цветообразующих элементов. Амфибиям дана замечательная способность сравнивать количество падающего света с количеством света, отраженного от фона, на котором они находятся. Чем это соотношение меньше, тем животное будет светлее. При попадании на черный фон, разница в количестве падающего и отраженного света будет велика, и свет его кожи становится темнее. Информация об общей освещенности фиксируется в верхней части сетчатки глаз земноводного, а об освещенности фона – в ее нижнем отделе. Благодаря системе зрительных анализаторов происходит сравнение полученной информации о том, соответствует ли окраска данной особи характеру фона, и принимается решение, в каком направлении ее следует изменять. В экспериментах с лягушками это легко доказывалось, введением их светоощущения в заблуждение. Если им закрашивали роговицу и перекрывали попадание света в нижнюю часть зрачка, то у животного создавалась иллюзия, что они находятся на черном фоне, и лягушки становились темнее. Для того, чтобы поменять цветовую гамму окраски своей кожи, амфибиям нужно не только сравнивать интенсивности освещения. Они должны также оценивать длину волны отраженного света, т.е. определять цвет фона. О том, как это происходит, ученые знают очень мало.
Интересным является факт, что у земноводных не только зрительные анализаторы могут контролировать изменение окраски кожи. Особи, полностью лишенные зрения, сохраняют свою способность менять окраску тела, «подстраиваясь» под цвет фона. Это связано с тем, что хроматофоры сами обладают светочувствительностью и реагируют на освещение путем рассредоточения пигмента по своим отросткам. Только обычно мозг руководствуется информацией от глаз, и подавляет эту деятельность кожных пигментных клеток. Но для критических ситуаций у организма существует целая система подстраховок, чтобы не оставить животное беззащитным. Вот и в этом случае маленькая, слепая и беззащитная квакша одного из видов, снятая с дерева, постепенно приобретает цвет ярко-зеленого живого листа, на который она посажена. Как считают биологи, к очень интересным открытиям может привести исследование механизмов переработки информации, ответственной за хроматофорные реакции.
Защита кожного покрова
Кожа защищает от хищников
Отпугивающая окраска
Яркая окраска амфибий обычно указывает на то, что их кожа может выделять ядовитые вещества. Интересно, что у некоторых видов саламандр ядовитыми и наиболее окрашенными являются представители определенных рас. У аппалачских лесных саламандр кожа особей выделяет ядовитые вещества, а у других родственных саламандр кожные выделения яда не содержат. При этом, именно ядовитые амфибии наделены яркой окраской щек, а особо опасные – и красными лапками. Птицы, которые питаются саламандрами, знают об этой их особенности. Поэтому амфибий с красными щеками они трогают редко, а с окрашенными лапками – вообще избегают.
С краснобрюхими американскими тритонами, которые ярко окрашены и совсем несъедобны, связан интересный факт. Живущие рядом с ними горные ложные и неядовитые красные тритоны, называемые «безвредными обманщиками», обеспечены той же яркой краской (мимикрия). Однако ложные красные тритоны обычно значительно обгоняют в росте своих ядовитых собратьев и становятся меньше на них похожими. Может быть, по этой причине яркая расцветка специально дана им только на первые 2-3 года. После этого срока у подросших «обманщиков» начинается синтез пигментов для видотипичной темной, коричнево-бурой окраски, и они становятся осторожнее.
Проведены эксперименты с цыплятами, которые наглядно продемонстрировали явное действие на них предупреждающей окраски. Цыплятам предложили в качестве пищи ярко окрашенных краснобрюхих, ложных красных и ложных горных тритонов. А также неярких безлегочных саламандр. Цыплята съели только «скромно одетых» саламандр. Поскольку цыплята опыта встречи с амфибиями до этого не имели, то из этих однозначных результатов опытов должен быть только один вывод: «знание» об опасной окраске врожденное. Но может быть родители цыплят, получив неприятный урок при встрече с ярко окрашенной ядовитой добычей, передали эти знания по наследству своему потомству? Учеными установлено, что развития, совершенствования инстинктивных механизмов поведения не происходит. Имеются лишь последовательные возрастные стадии его реализации, которые в заданный момент сменяют друг друга. Поэтому в сложный комплекс защитных инстинктивных поведенческих реакций эта боязнь ярких существ, несущих в себе потенциальную опасность, была заложена изначально