Сотворенная природа глазами биологов - Татьяна Жданова

Если к изнуренной от сухости коже земноводного приложить что-либо влажное, животное быстро приходит в себя. В одном из опытов древесная лягушка массой 95 граммов после укутывания мокрой тряпкой увеличила массу до 152 граммов.

Сохранение воды в организме. Многие земноводные наделены прекрасными возможностями предохранения организма от потери влаги даже в особо засушливую пору. При этом для каждого вида существуют как свой присущий ему способ, так и индивидуальные устройства.

Например, при высыхании родного водоема инстинкт самосохранения одного из видов хвостатой амфибии сирен включает сложный комплекс поведения и физиологических процессов:

• сирен глубоко зарывается в прибрежный грунт;

• специальные железы в его организме начинают вырабатывать и выделять на поверхность кожи особую слизь. В смеси с глиной она покрывает все тело хвостатой амфибии, предусмотрительно оставив свободным только ротовое отверстие. Образуемый защитный кокон, подсохнув, предохраняет животное от дальнейшего высыхания;

• в работу включаются процессы окисления жира, который запасен заранее у более упитанных, а потому достаточно жизнеспособных особей. При окислении образуются углекислый газ, вода и высвобождается энергия;

• эта вода целенаправленно подается организмом в те органы, которые наиболее страдают от ее недостатка;

• освобожденная энергия не исчезает, а тотчас включается в работу по поддержанию сердечной деятельности и работающих в экономном режиме процессов жизнеобеспечения.

Все эти меры позволяют сирену провести в состоянии оцепенения больше года и дождаться спасительной влаги.

Подобные наследственные свойства позволяют пережить период засухи и барашковому лопатоногу – американскому родственнику наших чесночниц.

На первом этапе амфибия зарывается в песчаную землю на глубину более 1 метра с помощью лопатообразных выростов задних ног. На следующем этапе организм окружает себя водонепроницаемым коконом, сбрасывая несколько слоев кожи, и впадает в спячку. Обмен веществ у него замедляется до сигнала, который принесут органам чувств долгожданные осадки. Тогда кокон, как по команде, лопнет и спасенное животное выберется на поверхность для активной жизнедеятельности.

А одна из древесных лягушек наделена влагонепроницаемой кожей, и что удивительно – ее организм «знает», когда от такой кожи следует избавиться. Сохраняющая влагу кожа служит лягушке только в сухую погоду, чтобы та без особого вреда для здоровья могла в поисках пищи проводить несколько часов под жаркими солнечными лучами. При первых же ливнях амфибия начинает линять. На смену защитной коже организм производит обычную для данного вида проницаемую для воды легкую кожу. В нее и «одевается» лягушка до следующей засухи. Тогда «мудрый» организм снова изготовит ей защитную кожу.

Целесообразность кожного покрова

Кожный покров амфибий имеет ряд своих особенностей, необходимых для их жизнедеятельности.

• Кожа обладает системой слизистых желез, которые поддерживают ее влажность, что имеет особо важное значение для кожного дыхания. Она буквально пронизана кровеносными сосудами, поэтому через нее непосредственно в кровь поступает кислород и выделяется углекислый газ.

• В коже расположены и специальные железы, выделяющие бактерицидные, едкие, неприятные на вкус, слезоточивые, ядовитые либо другие вещества. Такое уникальное устройство кожи позволяет земноводным с голой и постоянно влажной кожей успешно защищаться от микроорганизмов, нападения комаров, москитов, клещей, пиявок и др. Благодаря своей коже амфибии успешно избегают встреч со многими хищниками.

• Кожа земноводных обычно содержит множество различных пигментных клеток, от которых зависит общая, приспособительная и защитная окраска тела. Так, яркая окраска, характерная для ядовитых видов, служит предупреждением для нападающих.

• У представителей некоторых видов земноводных в коже образуются объемные полости для хранения зародышей.

Универсальная дыхательная система. Земноводные, будучи обитателями воды и суши, наделены универсальной дыхательной системой, которая позволяет им дышать кислородом не только на воздухе, но и в воде, хотя там его количество приблизительно в 10 раз меньше. Такая универсальность организма земноводных возможна благодаря целому комплексу дыхательных органов для извлечения кислорода из той среды, где они находятся в конкретный момент. Это – легкие, жабры, слизистая оболочка рта и кожный покров.

Наибольшее значение для жизнедеятельности большинства видов амфибий имеет кожное дыхание. При этом поглощение кислорода через пронизанную кровеносными сосудами кожу возможно лишь в случае, если кожа находится во влажном состоянии. Чем суше окружающий воздух, тем активнее работают кожные железы, выделяя все новые и новые порции влаги. Чувствительные «приборы» кожи вовремя включают аварийные системы и режимы дополнительной выработки спасительной слизи.

А вот некоторые лопатоноги из семейства американских чесночниц обеспечены кожным дыханием для пребывания не в воде, а под землей. Там, зарывшись, они проводят большую часть жизни. На поверхности земли эти амфибии, как и все другие бесхвостые земноводные, вентилируют легкие за счет движений ротовой полости и раздуваний боков. Но после того как лопатоноги зароются в землю, у них автоматически отключается система вентиляции легких и включается управление кожным дыханием.

Универсальность системы дыхания земноводных выражается и в возникновении специальных дыхательных устройств в определенный период их жизнедеятельности. Так, гребенчатые тритоны не могут долго находиться в воде и, чтобы запастись воздухом, время от времени поднимаются к поверхности. Особенно трудно им дышать в период размножения, так как при ухаживании за самками они выполняют под водой брачные танцы. Для такого сложного ритуала у тритона именно в брачный период вырастает дополнительный дыхательный орган – кожная складка в виде гребня, богато снабженная кровеносными сосудами, что значительно повышает долю кожного дыхания. Систему организма по воспроизводству такого важного органа приводит в действие пусковой механизм репродуктивного поведения.

Хвостатые и бесхвостые амфибии наделены и дополнительным уникальным устройством для обмена бескислородного типа. Им с успехом пользуется, например, леопардовая лягушка. Она может прожить в лишенной кислорода холодной воде до семи суток.

Покровительственная окраска. Кожа земноводных обеспечивает и покровительственную окраску, которая является их важнейшей защитной мерой. 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 менять свой цвет в зависимости от общей освещенности, яркости и цвета фона, от климатических параметров. Ее окраска темнеет при отсутствии освещения или на холоде и светлеет на ярком свету.

Представительниц стройных квакш легко принять за поблекший лист, а чернопятнистых – за кусочек древесной коры, на которой она сидит. Практически все тропические амфибии имеют покровительственную окраску, часто чрезвычайно яркую. Ведь среди разноцветья и буйной зелени тропиков именно яркая окраска делает животное более незаметным.

Наиболее часто встречаются такие окраска и рисунок, которые создают 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.

Можно ли себе представить, что такая окраска возникла в результате случайных мутаций? Ведь речь идет не о грубой имитации – приблизительном сходстве, а о тонком, можно сказать, художественном подражании цвету и окраске опавших листьев.

И могли ли в организме всех предыдущих, пусть даже многочисленных, поколений амфибий постепенно появиться какие-то механизмы создания камуфляжного эффекта на теле? Причем для точного подражания природному аналогу – побуревшему листу с четко очерченной тенью под его краем – должны были быть учтены законы цветоведения и оптики.