В мире животных идет постоянная и беспощадная «гонка вооружений». Хищники развивают более совершенные средства нападения, а их жертвы — все более изощренные способы защиты. Особое место в этой эволюционной дуэли занимают амфибии и насекомые.
Многие лягушки и жабы — прожорливые хищники, готовые схватить почти все, что движется и пролезет в рот. Но их добыча не всегда согласна на такую участь. Некоторые насекомые обзавелись мощным оружием — жалами и ядом, способным парализовать или убить врага, многократно превосходящего их по размерам. Казалось бы, такое оружие должно гарантировать безопасность. Однако природа полна сюрпризов.
Ученые давно знают, что некоторые земноводные могут поедать ядовитых или жалящих существ, например муравьев или скорпионов. Но детали этого процесса часто оставались загадкой. Исследователи только начинают понимать, какие физиологические и поведенческие уловки позволяют лягушкам превращать грозных противников в безропотный обед.
Японский биолог Шинджи Сугиура (Shinji Sugiura) из Университета Кобе сделал важное открытие, изучая взаимодействия местных земноводных и насекомых, о котором он рассказал в журнале Ecosphere.
Во время одного из предыдущих проектов исследователь заметил, что прудовые лягушки часто поедают самок ос, не обращая внимания на их ядовитые жала. Позже ученый нашел записи о том, что в желудках чернопятнистых прудовых лягушек (Pelophylax nigromaculatus), распространенного в Восточной Азии вида, находили останки гигантских шершней (Vespa mandarinia). Правда, никто никогда не наблюдал, как именно происходит эта смертельно опасная трапеза. Чтобы восполнить этот пробел, Сугиура поставил серию экспериментов.
Исследователь поместил чернопятнистых лягушек в аквариум с рабочими особями Vespa mandarinia. Этих насекомых часто называют шершнями-убийцами, они настоящий кошмар для небольших животных. Жало Vespa mandarinia достигает шести миллиметров в длину, а яд вызывает приступы жгучей боли. Несколько укусов могут даже убить небольшое позвоночное.
Рабочие у Vespa mandarinia — стерильные самки, использующие видоизмененный яйцеклад — орган, который у других насекомых служит для откладывания яиц. В процессе эволюции он превратился в идеальное орудие убийства, с помощью которого насекомое впрыскивает коктейль из токсинов, парализуя жертву. Такое орудие позволяет шершню усмирить животное, многократно превосходящее его по размерам.
Но в эксперименте Сугиуры яйцеклад Vespa mandarinia оказался неэффективным. Ученый заснял происходящее на видео, а затем изучил записи в замедленном режиме. Оказалось, лягушки легко справляются с шершнями, они без колебаний хватали насекомых языком и проглатывали. В это время шершни успевали несколько раз ужалить своих пожирателей — в язык, в область рта и даже в глаза.
Несмотря на укусы, лягушки не пострадали и не проявляли признаков отравления. Во время эксперимента выяснилось, что почти 80 процентов лягушек, которым подсаживали Vespa mandarinia, легко их съедали.
На основании этих наблюдений Сугиура выдвинул гипотезу. Крупные виды лягушек, такие как чернопятнистая прудовая, скорее всего, обладают природной устойчивостью к яду шершней. Ученый предположил, что яд этих насекомых идеально настроен на то, чтобы поражать их главных врагов — птиц и млекопитающих.
Лягушки же реже представляют угрозу для жалящих насекомых, поэтому против них яд может оказаться не таким эффективным. Это яркий пример того, как эволюционная адаптация работает против одних видов, но оставляет лазейку для других.
Открытие японского ученого — не единичный случай в мире земноводных. Биолог Брайан Галл (Brian Gall) из Ганноверского колледжа в штате Индиана в США, отметил, что амфибии хорошо приспособлены для охоты на опасную добычу.
Во время исследований Галл обнаружил, что два вида американских жаб легко справляются с бархатными муравьями (семейство пушистых ос Mutillidae) — насекомыми с плотным экзоскелетом и болезненным жалом, которых избегает большинство хищников. Другая группа ученых выяснила, что южноамериканская жаба Rhinella icterica поедает бразильского желтого скорпиона (Tityus serrulatus) и невосприимчива к его яду.
Как подчеркнул Галл, многие амфибии сами производят яды, что, вероятно, дает им врожденную устойчивость к определенным типам токсинов. Кроме того, их способ охоты — схватить и проглотить добычу целиком, а также обильная слизь, обволакивающая жертву в пасти, служат дополнительной защитой.
По мнению экспертов, дальнейшее изучение способности лягушек противостоять яду может принести практическую пользу. Если прудовые лягушки действительно обладают физиологическими механизмами, подавляющими боль или нейтрализующими яд шершней, их изучение поможет разработать принципиально новые обезболивающие и противовоспалительные препараты для людей.
