Лягушачьи яйца эволюции

Путь на сушу дался нашим предкам нелегко: несколько миллионов лет ушло у двоякодышащих рыб, чтобы обрести способность выходить на сушу. Потом амфибии довершили начатое, отказавшись от воды как обязательной временной среды обитания. Ключевым моментом в этом вопросе, до сих пор вызывающим споры учёных, оставались переходные формы – в данном случае те земноводные, что способны откладывать яйца и в воде, и на суше.

Обнаруженная в Панаме крестовидная древесная лягушка (Dendropsophus ebraccatus) – первое позвоночное, обладающее такой «гибкостью» в выборе дома для будущего потомства. Джастин Тушон и Карен Варкентин из Университета Бостона доказали, что она не просто может откладывать икру на листьях, чтобы вылупившиеся головастики падали в воду, но делает это сознательно – насколько это возможно при лягушачьем уровне развития высшей нервной деятельности.

Как признался в интервью Livescience Тушон, эту работу нельзя было назвать приятной – «грязь, сырость, а подчас и вонь, сочетающаяся с многочисленными москитами и прочими кровососущими».

Может быть, по этой причине биологи в своей работе ограничились тремя естественными водоемами. Два из которых находились в тени деревьев, а вот третий от палящего субтропического солнца ничего не защищало. Именно в нем подавляющее большинство яиц лягушки сразу откладывали в воду, что позволяло сэкономить на запасах воды в яйце и значительно снизить смертность потомства от перегрева. Одну пару лягушек учёные даже застали за важным занятием продолжения рода непосредственно в воде.

Чтобы проверить появившуюся гипотезу, биологи вооружились лопатами и создали несколько искусственных водоемов в лесу и на открытой местности. Учёные надеялись проверить, зависит ли предпочтение в выборе места откладки яиц лишь от факторов внешней среды; ведь оно могло определяться и генетически, просто «в воду» и «на суше яйцекладущие» лягушки были неразличимы.

Но подопытные не подвели ожидания Тушона и Варкентин. Одни и те же квакши откладывали яйца в воду «солнечных прудов» и на листья на поверхности «затененных».

Более того, даже когда лягушки подвергали своих потомков риску погибнуть от водных хищников ещё до вылупления, они делали много маленьких кладок, в отличие от редких больших масс яиц, откладываемых на листьях вокруг затененных прудов. А те редкие особи, которые решались оставить будущих потомков под лучами солнца, делали это гораздо ближе к водоемам, нежели их родственники, предпочитающие тень. Впрочем, учёные не смогли установить, что именно движет амфибиями – освещенность, влажность или температура, а может быть, и все три фактора вместе.

Хотя Dendropsophus ebraccatus не является частью той ветви эволюции, что дала рептилий, а затем и птиц, и млекопитающих, подобный переход должен был произойти и среди других амфибий, от которых произошли пресмыкающиеся.

Кстати, яйца крестовидной древесной лягушки удовлетворяют и другому свойству переходной формы – универсальности. Они, быть может, не настолько приспособлены к наземному или водному расположению – на земле сильней высыхают, а в воде получают меньше кислорода, чем яйца их собратьев, развивающихся исключительно на земле или в воде. Зато до появления головастиков они могут дожить и в той, и в другой среде.

Обычно такие переходные формы не очень хорошо приспособлены и выживают только следующие за ними, и предыдущие, специализированные для обитания в конкретных условиях. Самое известное исключение – латимерия, сохранившаяся в отдельных водоемах из-за отсутствия конкурентов. Теперь к латимерии добавилась и крестовидная древесница.

Воодушевленные результатом экологи сейчас планируют новые эксперименты, которые могли бы пролить свет на роль отдельных факторов окружающей среды в выборе «заботливых родителей». Кроме того, создан прецедент, и теперь их коллеги присоединятся к поиску новых видов, способных на такой «подвиг». Если учесть, что и для этого, вроде бы хорошо изученного вида, такой феномен был неизвестен, стоит ждать новых открытий.