Зимой лягушки впадают в. Где зимуют лягушки и что они делают зимой? Как лягушки готовятся к зиме? Разные виды зимовки
Зимняя спячка земноводных
По образу жизни и устройству класс земноводных (Amphibia) является переходным между типично водными позвоночными (рыбы) и типично наземными животными. Известно, что различные виды лягушек, тритонов, саламандр и других, населяющих страны с умеренным климатом, тоже проводят неблагоприятный зимний сезон в состоянии гибернации, или, точнее, оцепенения, так как это животные с непостоянной температурой тела, которая зависит от температуры окружающей среды.
Так, например, в Болгарии, лягушки активны только в теплые месяцы, а с наступлением суровых зимних условий впадают в состояние зимней спячки. К зиме они готовятся заранее. Еще летом накапливают запасы питательных веществ в своем организме, а осенью при понижении средней дневной температуры до 8 - 12 °C, а ночной до 3–5 °C отправляются к местам будущей зимовки. Иногда они преодолевают несколько километров. При дальнейшем похолодании они скрываются в свои зимние убежища и впадают в состояние оцепенения, при котором жизненные процессы в их организме крайне замедляются. Например, потребление кислорода понижается в 2–3 раза. Поэтому они расходуют накопленные летом питательные вещества постепенно, но все же (хотя и исключительно медленно) земноводные растут и их половые клетки созревают.
Одна часть земноводных зимует под водой, а другая - на суше. По данным болгарского герпетолога Вл. Бешкова, под водой зимуют озерная лягушка (Rana ridibunda), травяная лягушка (Rana temporaria), прыткая лягушка (Rana dalmatina), греческая длинноногая лягушка (Rana graeca), а на суше зимуют саламандры (Salamandra salamandra), зеленая (Bufo viridis) и серая жаба (Bufo bufo), обыкновенная квакша (Hyla arborea), чесночницы (Pelobates fuscus и Р. syriacus), желтобрюхая жерлянка (Bombina variegata). Согласно Вл. Бешкову, в Средней Европе и на Русской равнине тритоны зимуют на суше, тогда как в Болгарии взрослые экземпляры обычных тритонов (Triturus vulgaris) и гребенчатых тритонов (Triturus cristatus) зимуют под водой, а на суше остаются молодые тритоны, прошедшие недавно стадию метаморфоза. Саламандры впадают в зимнюю спячку примерно во второй половине ноября. Они зимуют большими группами у подножий обрывов, в расщелинах скал и между корнями деревьев, в норах, вырытых животными. В подобных укрытиях зимуют также зеленая и серая жабы, желтобрюхая жерлянка, лягушка-чесночница. Обычно зимующие в воде земноводные предпочитают быстротекущие, незамерзающие реки и ручьи, каналы и озера с вливающимися в них реками, протоки и др., т. е. выбирают водоемы, в которых вода богата кислородом. В период зимней спячки у земноводных резко увеличивается диаметр кровеносных сосудов в коже, через которые в воде осуществляется дыхание. Земноводные, предпочитающие зимовать на суше, устраиваются в норах, вырытых животными, под толстым слоем листьев, мха и т. п. Некоторые виды способны даже зарываться в землю.
Установлено, что зимняя спячка лягушек продолжается от 130 до 230 дней и ее продолжительность зависит от продолжительности зимы и от степени теплолюбивости и морозоустойчивости различных видов.
В водоемах, чтобы перезимовать, лягушки собираются группами по 10–20 экземпляров (иногда до 100) различного пола и возраста, а иногда и различного вида и зарываются в ил или в подводные впадины и другие пустоты. Установлено, что при групповой зимовке лягушек уровень обмена веществ у них почти на 40 % ниже, чем у зимующих в одиночку. Во время зимней спячки лягушки дышат только через кожу, их пульс замедляется, причем сон у них неглубокий, и при неблагоприятных условиях они могут переместиться в другое место в том же водоеме.
Зимняя спячка у земноводных не отличается покоем и безопасностью - скорее она для них одно из серьезных испытаний. В больших реках они нередко становятся
жертвами крупных хищных рыб. Но самая значительная опасность таится в замерзании зимующих на суше (а иногда и в воде) или в их гибели в водоемах из-за недостатка кислорода. При очень суровых зимах наблюдается массовая гибель земноводных, особенно когда водоемы, в которых они зимуют, промерзают до самого дна. Уцелевшие земноводные весной, преодолев неблагоприятные жизненные условия, выходят из состояния зимней спячки, и жизнь пробуждается заново.
Особый интерес представляют сообщения советских источников о зимовке тритонов. Неоднократно во время изыскательских работ в Северной Сибири геологи, почвоведы и строители находили тритонов, вмерзших в выкопанные ледяные блоки. Очень часто случалось так, что замерзшие, оцепеневшие животные после того, как они оттаяли и были выпущены в подогретую воду, оживали. Этот факт уже не подлежит сомнению. Предметом споров среди ученых остается вопрос: на сколько времени может быть сохранена жизнь замерзших земноводных. В 1956 г. горнопроходческая геологическая бригада при изыскательских работах в Магаданской области нашла на 14-метровой глубине тритона. Когда после работы бригада вернулась в палатку с находкой и затопили печку, замерзшее животное постепенно разморозилось и зашевелилось. Тритона поместили в стеклянную банку с водой, и он начал двигаться. Его жизнь продолжалась целых 12 часов. Некоторые журналисты поторопились объявить это большой сенсацией: якобы найден ископаемый тритон, который, пробыв в состоянии анабиоза почти два миллиона лет, снова ожил. Это сообщение достигло даже зарубежных средств массовой информации. Разумеется, советские зоологи позже опровергли это «утверждение», установив, что речь идет не об ископаемом, а о современном виде - сибирском углозубе (Hynobius keyserlingi), обитающем на огромной территории - от Камчатки и Сахалина и до Урала. Это единственное хвостатое земноводное к северу от полярного круга.
Даже при 0 °C сибирский углозуб еще может двигаться, тогда как другие земноводные при температуре 6–8 °C уже впадают в оцепенение, а при температуре ниже нуля погибают.
Зимой тритоны обычно устраиваются под теплыми прогнившими пнями и стволами упавших деревьев. Если они не находят поблизости таких удобных квартир, то удовлетворяются трещинами в почве. Весной зачастую прогнившие пни заливает водой и размытой глиной, и при понижении температуры тритоны иногда вмерзают в воду и глину. Именно подобные «ископаемые» земноводные и вводят в заблуждение обнаруживших их людей.
По мнению советского ученого профессора А. Г. Банникова, несмотря на резкое понижение процессов жизнедеятельности у этих земноводных во время оцепенения, жизнь в них все-таки не прекращается и расход энергии продолжается. Например, у обыкновенного тритона и некоторых видов лягушек (травяной лягушки и др.), находящихся в состоянии оцепенения, истощение и гибель наступают через 2–3 года. Если допустить, что сибирский углозуб может прожить в 10 раз дольше (что, впрочем, маловероятно), все-таки оцепенение не может длиться тысячелетиями.
Во время исследовательских работ экспедиции на севере Чукотского национального округа экскаватор извлек из 11-метровой глубины кусок вечного льда, в который вмерзло тело оцепеневшего сибирского углозуба. После того как лед растопили и воду подогрели, углозуб ожил. Он поедал мух и пауков - пищу, предложенную ему геологами. Не отказался углозуб и от «деликатесов» - живых мелких аквариумных рыбок. Решили установить точно его возраст с помощью радиоуглеродного метода, используемого для определения возраста геологических объектов. Для контроля были взяты пойманный в Приморье сибирский углозуб и его местный родственник - гребенчатый тритон. Исследования киевских ученых показали, что возраст сибирского углозуба из вечной мерзлоты находится в пределах от 75 до 105 лет, а контрольные земноводные оказались во много раз моложе.
Из книги Основы физиологии высшей нервной деятельности автора Коган Александр БорисовичГлава 13 ВЫСШАЯ НЕРВНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ЗЕМНОВОДНЫХ, ПРЕСМЫКАЮЩИХСЯ И ПТИЦ Современные потомки первых обитателей суши сохранили в своей организации и поведении многие следы той ломки, которая сопровождала выход животных из водной стихии. Это видно, например, при
Из книги Эволюция автора Дженкинс МортонЭПОХА ЗЕМНОВОДНЫХ Земноводные были широко распространены и процветали в каменноугольный период (360–286 миллионов лет назад). Многие древние виды значительно превышали по размерам современные. Суровые, пустынные условия девонского периода (410–360 миллионов лет назад)
Из книги Странности эволюции [Увлекательная биология] автора Циттлау ЙоргКто сказал, что сон делает умнее? Зимняя спячка суслика Для человека сон - нечто приятное. Сон можно считать синонимом покоя, мира и отдыха. Когда мы наблюдаем за ребенком во время его безмятежного сна, все вокруг словно наполняется звучанием позитивных нот! Возможно,
Из книги На грани жизни автора Денков Веселин А.Существует ли летняя спячка в мире животных? Интересное биологическое явление, вызываемое периодическими (или неожиданными) метеорологическими переменами, изменяющимися условиями жизни в летний сезон, представляет собой так называемая летняя спячка у животных,
Из книги автораГде находят применение анабиоз и зимняя спячка - эти патенты природы? Можно ли сохранять «запасные части» для нормальной жизнедеятельности? В последние десятилетия в хирургической практике все чаще стали применять (различные виды трансплантации (пересадок) для замены
Всё хорошо в меру. А кровососы за последние лет 50 развелись сверх всякой меры и уничтожают животных. Посмотрим на коров, без которых жизнь наша невозможна. Они не могут пастись, слепни, комары, мошка не дают. Это казнь для животных. Летом коровы в худшем случае до половины снижают надои. Люди вынуждены вдвойне затрачивать труд, косить и привозить траву животным в хлев. Посмотрим, почему так стало. Ещё полвека назад этой проблемы не было. Было много лягушек, весной звон стоял от кваканья. В небе звенели жаворонки и подобные птицы. Все они съедали такую массу насекомых, что оставшиеся не могли отравить жизнь ни животным, ни людям. Но люди бездумно решили помочь красивым аистам, делали гнездовья. Если раньше гнездо приходилось на десяток деревень, то сейчас до десятка гнёзд на деревню. Природа такого не предусматривала, она допускала гнёзда на сломанных ветром верхушках деревьев и никак иначе. Сейчас таких гнёзд может одно из сотни. Безгранично размножившиеся прожорливые хищники съели лягушек и насекомоядных птиц. Полностью уничтожены жаворонки, кулики, чибисы, куропатки. А куропатки – единственные птицы, съедающие колорадского жука. Вот кого надо разводить для огородов. О съеденных других малозаметных мелких птицах мы просто никогда не узнаем. Они даже учёных по птицам - орнитологов не интересуют, как и кровососы энтомологов. Всех интересует не жизнь, а только зарплата. А зарплату мы все получаем в том числе и из произведённого мяса, из надоенного молока. Во сколько миллиардов обходится России аистиная красота?
Мне казалось, что бороться с кровососами можно по крайней мере всей областью или на худой конец попробовать районом. Ошибался я. Оказывается в одной деревне можно всё наладить. В нашей я перебил аистов, развелись лягушки так, что трудно ходить, передавить можно. И они съедают кровососов так, что можно спокойно работать, сидеть на улице. А отойдёшь на полкилометра, набрасываются роем, не отбиться. О таком не мог и мечтать.
Некоторые объясняют все беды палами травы и ошибаются. Мы в своей волости не допускаем палов почти 40 лет. За этот срок исчезли лягушки, птицы, развелись аисты и кровососы, палы тут не причём. К природе надо относиться внимательно, её законы чтить.
Такая зарисовка – в середине дня проезжаю чужую деревню, впереди пастбище, на нём пасётся стадо аистов, по дороге навстречу молча бегут несколько коров в туче слепней, с ними телёнок с непрерывным плачем. Остальные коровы спасаются в реке. Через полчаса еду обратно, коров нет, аисты пасутся. Хоть и деревня рядом, но душа не выдержала, двух убиваю, остальные отлетели. На душе полегчало.
Когда читаешь или слышишь о земноводных, становится интересно, как они переносят низкие температуры? Например, где зимуют лягушки? Есть много способов, помогающих амфибиям переждать морозы и сохранить жизнеспособность. Менять и регулировать температуру своего тела они не в состоянии, но могут подстраиваться под условия окружающей среды. С этой задачей лягушки справляются на «отлично». У каждого семейства, рода и вида земноводных животных есть свой набор приспособительных изменений, помогающих перенести холод, мороз, засуху.
Лягушки — обитатели водоемов и сырых мест
Зоологическое семейство Настоящие лягушки относится к отряду Бесхвостые земноводные, классу Амфибии. В реках, прудах, озерах и болотах на влажных лугах, в садах и огородах обитает несколько распространенных видов, относящихся к семейству Ranidae (Лягушки настоящие), рода Rana (Лягушки):
- Л. озерная — R. ridibunda;
- Л. прудовая — R. lessonae
- Л. остромордая — R. arvalis;
- Л. травяная — R. temporaria.
Чтобы узнать, как готовится лягушка к зиме, нужно выяснить предпочитаемые места обитания вида в другие сезоны года. Для размножения всем амфибиям нужны водоемы, где происходит откладывание икринок и развитие головастиков.
Особенности размножения лягушек
Брачный период у большинства амфибий начинается в феврале-марте и длится до начала июня. В это время самцы лягушек, находясь в воде, издают громкие звуки. После оплодотворения каждая самка способна отложить несколько тысяч икринок. В виде шарообразных скоплений и лент они плавают у дна или поверхности водоема. Из яиц через неделю появляются головастики. Полный цикл развития от икринки до головастика либо взрослой особи занимает несколько месяцев. Некоторые виды становятся половозрелыми только на второй или третий год жизни. Количество отложенных одной самкой икринок может быть от 1000 до 12000. Основная их масса погибает еще до появления головастиков. Икра и молодняк становятся добычей многих водных животных. Где зимуют лягушки и головастики? Выбор укрытия зависит от поведения этих земноводных животных.
Образ жизни лягушек
Водные амфибии не удаляются от своих мест обитания весь год. Сухопутные почти все время проводят в болотистой местности, близ прудов и озер, на лугах и в долинах рек. Порой их можно встретить далеко от воды — в населенных пунктах, парковых насаждениях, на полях. Сухопутные лягушки направляются к водоемам преимущественно во время нереста. После его окончания взрослые особи покидают пруды и отправляются к местам, наиболее богатым насекомыми и других беспозвоночными организмами. Летом некоторые виды выходят только на ночную «охоту». Весной и осенью становится прохладнее, поэтому возрастает дневная активность. Что делает лягушка зимой на суше, когда значительно снижается температура воздуха? Холоднокровная амфибия старается забраться глубже в землю, под листья, где больше шансов не замерзнуть.
Как готовится лягушка к зиме?
Многие амфибии, обитающие в воде, на дне находят незамерзающие места, где могут провести холодное время года. Наиболее крупные лягушки, зимующие в водоемах Европы, относятся к виду R. ridibunda. Ареал распространения озерной лягушки обширный - от Рейна и до Ирана. Тело самки достигает 17 см в длину, самцы на 5 см короче. Преобладают в окраске зеленые и коричневые цвета и большие черно-бурые пятна. На спине проходит светлая полоса, а на брюшке хорошо заметен мраморный рисунок. Озерные лягушки все время находятся в водоемах, даже населяют глубокие быстротекущие реки. Что делает лягушка зимой? Поведение холоднокровного животного зависит от климата местности и погодных условий. начинает готовиться к спячке при температуре воды около 6-9 °С. При дальнейшем похолодании взрослые особи и головастики зарываются в донный ил. На дне озер, рек и глубоких прудов они проводят всю зиму, а дышат при этом через кожу.
Где зимуют лягушки, обитающие на суше?
Сухопутный образ жизни ведут и остромордая (болотная). Вид R. temporaria по размерам тела уступает R. ridibunda. Ее длина не превышает 11 см, сверху окраска бурая с темными полосами, брюшко — серовато-белое. Это одно из самых распространенных земноводных в северной и средней полосе Евразии. Как готовится лягушка к зиме при сухопутном образе жизни? При наступлении осенних холодов начинается поиск укромного места. Для зимовки лягушке подходят:
- ямы с кучей листвы;
- норки грызунов и пустоты в земле;
- трухлявые пни;
- большие камни;
- низко расположенные дупла деревьев;
- подвалы.
Как проводят зиму амфибии из семейства Квакши или Древесницы (Hylidae)?
Квакши — это небольшие по размерам бесхвостые лягушки, обычно зеленого цвета. Обитают на деревьях и кустарниках, цепляясь за неровности коры присосками на лапках. Ночью квакши спускаются с деревьев вниз в поисках пищи, но для размножения предпочитают находить скопления влаги в дуплах деревьев, листовых розетках. Зимовка лягушек-древесниц отличается от зимовки водных амфибий. По образу жизни они больше напоминают сухопутных представителей семейства Ranidae. Наиболее распространены в средней полосе России следующие виды рода Квакши: К. обыкновенная, К. малоазиатская, К. дальневосточная. Осенью древесницы зарываются в лесную подстилку, прячутся в дуплах, норах, под камнями. Перед началом зимовки окраска амфибий темнеет, в их теле вырабатывается больше углеводов, что предохраняет от гибели в морозы. Весной квакши оттаивают и отправляются искать места для нереста.
Почему холоднокровные земноводные не погибают от морозов?
Куда исчезают на зиму лягушки, живущие на суше и в воде? Сухопутные виды осенью стараются забраться глубже в землю, под листья, где больше шансов не замерзнуть. Некоторые земноводные впадают в глубокую спячку. Прежде чем лягушки перейдут в режим покоя, они должны найти подходящее место для спячки как на суше, так и в воде. В холодные месяцы они лежат неподвижно в своих убежищах, находясь в состоянии покоя. В спящем режиме все процессы жизнедеятельности в организме замедляются. Температура в зимнем укрытии может снизиться до минусовых отметок. Древесницы порой остаются живы даже после промерзания. В роли «антифриза» выступают углеводы в крови и мочевина. Представители других семейств могут погибнуть от морозов. С наступлением первого тепла в конце зимы и в начале весны лягушки, находившиеся в состоянии покоя, начинают возвращаться к своей обычной жизни.
Значение водно-болотных угодий для лягушек
Для зимних укрытий амфибии используют донный ил, коряги, скопления растений. Сухопутные лягушки зимой в умеренном поясе впадают в спячку, находя для этого укромные места. Весной и летом им необходима вода для размножения. После зимнего покоя, когда становится теплее, они направляются к озерам и прудам. Процесс спаривания, нереста и развития головастиков занимает большой промежуток времени. У многих сухопутных видов брачный период начинается еще по дороге от мест зимовки к нерестилищам. Интересно, что самки иногда помогают самцам перенести тяготы путешествия, неся их на спине. Лягушки мечут икру в водоемах со стоячей водой, выбирая для этой цели любые пригодные места: пруды, канавы и лужи. Название класса «Земноводные» напоминает о роли среды обитания для этой В озерах, реках, болотах обитают многие виды амфибий. Они питаются насекомыми, которые встречаются в водоемах, сами служат пищей для более крупных животных. Таким образом, лягушки являются важной частью
Приспособительные механизмы амфибий
Выяснив, что делает лягушка зимой, можно утверждать: адаптация к условиям среды для них очень важна. Особенно большой выносливостью отличаются виды, обитающие в северной части умеренного пояса. В организмах зимующих видов амфибий происходят значительные изменения:
- повышается содержание глюкозы в крови;
- увеличивается концентрация мочевины в организме;
- системы органов замедляют или прекращают свою работу;
- прекращается ;
- нет дыхания;
- сердце не бьется.
Роль мочевины в адаптации ученые оценивают высоко. Повышение ее содержания может выполнять роль «пускового механизма» для перехода в состояние спячки. Приспособления в виде глубокого покоя обнаруживается не только у видов, обитающих в лесной и степной зонах. Так же, как лягушки зимуют в умеренном поясе, проводят жаркий и засушливый сезон тропические амфибии. Есть свои преимущества в таком образе жизни. Земноводным не приходится тратить энергию на борьбу с холодом или зноем.
Не столь важно, где зимуют лягушки. Почти все они после состояния покоя сохраняют жизнеспособность и сразу же приступают к размножению.
Что такого особенного в лягушке? С этим земноводным мы встречаемся каждый раз, когда отправляемся на рыбалку или же подходим к реке или водоему. Вроде бы, никаких загадок в ней нет. Но куда они деваются зимой? Вот давайте с этим вопросом и разберемся.
Начнем с древесной лягушки, которая живет на Аляске. Вы не поверите, но зимой она практически вмерзает в лед. Сердце у нее останавливается, кровообращение прекращается. Земноводное перестает дышать и не подает никаких признаков жизни. В таких условиях выжить практически невозможно, но только не лягушке. Как только солнечные лучи согреют землю, она оттаивает и оживает. У нее восстанавливаются все жизненные процессы. Происходит ли это спонтанно? Вряд ли. Ведь чтобы вновь забилось сердце, должен быть задействован особый генетический механизм.
Древесная лягушка обитает на Аляске, в северных районах США и Канады. Ее можно встретить даже за полярным кругом. Как мы понимаем, условия там довольно суровые. Она не притязательна к условиям окружающей среды и прекрасно себя чувствует как в тундре, так и в болотистых местах. Парадокс состоит в том, что температура тела древесной лягушки такая же, как температура окружающего воздуха.
Летом на Аляске довольно комфортные условия. Для древесной лягушки они просто идеальные. Тепло, да и корма предостаточно. С наступлением зимы ситуация резко меняется. Температура падает до минус сорока, земля покрывается льдом и снегом. Чтобы пережить это время, птицы улетают на юг, животные меняют свою летнюю шубу на зимнюю, а древесная лягушка предпочитает не бороться с холодом. Хотя, это не совсем так. В течение летнего периода она успевает накопить в своей печени достаточно глюкозы, чтобы пережить зиму. С наступлением морозных дней глюкоза из печени земноводного активно поступает в кровь¸ и уже оттуда в клетки, не давая им замерзнуть и погибнуть. Идет активная подготовка сердца и тела к зимовке.
Чтобы пережить зиму, лягушка готовит себе гнездо. Она находит небольшое углубление в земле, которое в целях теплоизоляции выстилает мхом и сухой травой. Как только грянут первые морозы, она забирается в свое укрытие и засыпает. Выпадающий снег обеспечивает в нем дополнительную теплоизоляцию. Температура здесь редко опускается ниже критической отметки. Несмотря на это, около 30% жидкости в теле земноводного превращается в лед. Как мы уже отмечали, клетки не замерзают. Лед накапливается лишь под кожей и в мышцах, делая лягушку чрезвычайно твердой. На первый взгляд может показаться, что она превращается в кусок льда, но, как мы уже знаем, это не так.
С наступлением теплых дней тело земноводного в течение нескольких суток оживает. Восстанавливаются все жизненные процессы. Сердце начинает биться, появляется дыхание, кровообращение, начинает функционировать мозг.
Наверное, отсюда и появилась теория замораживания человеческого организма, с последующим восстановлением всех его функций. Реально ли это, нам предстоит узнать в будущем. В настоящий момент ученые активно изучают феномен морозоустойчивости. Они пришли к выводу, что научиться выживать в экстремальных условиях лягушка смогла благодаря особому гену, который способен кодировать ее белковые соединения посредством 390 аминокислот. Этот уникальный ген имеется в печени всех морозоустойчивых земноводных. У остальных же их представителей он отсутствует.
Лоусон Шредер
Rana sylvatica - древесная лягушка зимует на Аляске так: она замерзает зимой до такой степени, что становится похожа на ледышку. Находясь в замороженном состоянии, лягушка не дышит, сердце лягушки и ее кровообращение останавливаются, она не может двигаться. Однако с наступлением весны лягушка «оттаивает» и возвращается к нормальной жизни. Весьма маловероятно, что такое умение могло развиться спонтанно, по стечению обстоятельств. Для того чтобы заставить сердце лягушки и ее системы снова функционировать, необходимо задействовать чрезвычайно сложную генетическую программу.
Взрослая особь древесной лягушки, которая в длину достигает всего около 8 см, имеет необычную окраску головы, напоминающую черную маску. Такие лягушки обитают в Канаде и Соединенных Штатах Америки – от Аляски до Алабамы . На Аляске древесные лягушки живут в самых разнообразных условиях – на пастбищах, в лесах, торфяных болотах и тундре . Древесная лягушка – одна из трех видов лягушек, обитающих за Северным полярным кругом.
Температура тела этого холоднокровного земноводного стремится к температуре окружающей его среды, что характерно для амфибий.
Лето в национальном парке «Денали», расположенном в самом центре Аляски, – теплое и приятное время года. Это прекрасная среда обитания для древесных , ведь там много насекомых, которыми они питаются. Однако зимы в этом районе Аляски невероятно суровы: средняя температура января вблизи административного здания национального парка «Денали» достигает –17°C, самая низкая температура составила –48°C .
Обитающие здесь животные по-разному переживают такие чрезвычайно холодные зимы. Большинство птиц мигрирует в страны с более теплым климатом. Другие животные передвигаются по территории парка, поскольку их тело обладает достаточной теплоизоляцией, защищающей от замерзания. Однако древесная лягушка не избегает холодов и не борется с ними, лягушка зимой остается дома. Еще до прихода зимы ее печень запасается глюкозой. Когда древесная лягушка начинает замерзать, печень выпускает в кровоток большое количество глюкозы , большая часть которой поступает в клетки тела лягушки и играет роль своеобразного антифриза, предотвращая их замерзание .
Подготовив свое сердце и все тело к зиме, лягушка находит в земле небольшое чашеобразное углубление, оставшееся от корневища какого-либо растения, для обеспечения теплоизоляции, выстилая его поверхность сухой травой и веточками. Затем лягушка зарывается в свое укрытие и впадает в зимнюю спячку. Снег, покрывающий эту «берлогу», обеспечивает дополнительную теплоизоляцию и защищает зимой лягушку от чрезвычайно низкой температуры.
У лягушки зимой около 35–45% жидкости в теле замерзает . Этот внеклеточный лед, в основном, содержится под кожей и между мышцами. Благодаря этому лягушка становится твердой, как кусок льда ! Большинство таких лягушек-ледышек переживают зиму на Аляске в норках, на уровне земной поверхности.
С приходом весны древесная лягушка заканчивает свое поистине удивительное превращение. Всего за несколько часов замороженное тело лягушки оживает: восстанавливаются нормальное дыхание, сердцебиение, кровообращение, а также работа мозга и всех функциональных систем. Лягушка снова может двигаться, прыгать и спариваться.
Некоторые приверженцы теории эволюции заявляют, что древесная лягушка – загадка природы – своеобразный Рип Ван Винкль животного мира.
Необычайная способность древесной лягушки восстанавливаться после замерзания заставляет некоторых ученых верить в то, что и человеческий организм или, по крайней мере, отдельные его органы можно замораживать, а затем возвращать к жизни. Возможно это или нет – мы увидим в будущем.
Генетическая программа древесной лягушки была создана таким образом, чтобы позволить ей успешно существовать в условиях экстремального климата. Без своей способности «оттаивать» древесная лягушка не смогла бы обитать в этом регионе. Ученые обнаружили несколько способов, посредством которых древесная лягушка выполняет этот необыкновенный «трюк».
Некоторые детали: сотворенный вид лягушек и морозоустойчивость
Существует несколько видов лягушек, способных переносить низкую температуру. Это происходит благодаря одному уникальному гену, отвечающему за кодирование белка из 390 аминокислот, обнаруженному в печени Rana sylvatica (лесная лягушка), Pseudacris crucifer (прибережная квакша) и Hyla versicolor (изменчивая квакша) . Лягушки, не способные переносить морозы, этого гена не имеют.1 Морозоустойчивые виды лягушек происходят из двух различных семейств – Hylidae (древесные лягушки) и Ranidae (настоящие лягушки) из подотряда Neobatrachia отряда Anura (бесхвостые земноводные)2 . Однако большинство представителей данных семейств не способно к выживанию при низких температурах.
Как это характеризует первую лягушку, сотворенную около шести тысяч лет назад? Существовал ли один изначально «сотворенный род» лягушек, представленный сегодня подотрядом Neobatrachia, из которого возникли современные морозоустойчивые виды лягушек, и значит ли это, что остальные представители семейства утратили эту способность? Это возможно. Факт гибридизации многих видов лягушек позволяет нам предполагать, что «сотворенный род» лягушек находится на уровне семейства или даже более высоком уровне.
Все лягушки обладают чрезвычайным сходством, что затрудняет их классификацию. По словам некоторых исследователей, «все лягушки характеризуются ограниченной морфологической вариативностью» .3 Нечеткий характер сходных элементов во многих семействах лягушек подотряда Neobatrachia объясняет наличие нескольких различных систем их классификации. В одной статье о лягушках было отмечено: «Взаимосвязи между семействами лягушек все еще находятся под вопросом» .4
Возможно, разнообразие современных видов лягушек обусловлено тем, что некоторые их виды выжили за пределами Ноевого ковчега, о чем свидетельствует обширная география обитания семейств лягушек на планете.
Примечания и комментарии:
- Дж. Д. МакНелли. Гены резистентности к замерзанию в печени устойчивой к заморозкам древесной лягушки Rana sylvatica, Biochim. Biophys. Acta 1625(2):183–191, 2003.
- Общепринятая система классификации представлена на сайте, хотя подобные системы значительно варьируются.
- С. Хоэгг. Филогенез и сравнительные нормы замещения у лягушек на основании последовательности трех ядерных генов. Молекулярная биология и эволюция 21 (7):1188–1200.
- Лягушка. , 6 сентября 2006.