Короткоголові жаби поплатилися за малість відчуттям рівноваги

Група дослідників зі США, Великої Британії та Бразилії з'ясувала, що у процесі мініатюризації короткоголові жаби жертвували функціональністю вестибулярного апарату. Це призвело їх до поганої координації рухів у стрибку, під час якого вони нездатні контролювати ані підстрибування, ані приземлення, на відміну від більшості інших жаб. Про це йдеться у статті журналу Science Advances.

Підбірка невдалих стрибків короткоголових жаб із дослідження. Florida Museum / Youtube

Що це за жаби такі?

Короткоголові жаби (Brachycephalus) — це рід земноводних, що населяє тропічні ліси Бразилії. Окрім доволі милого вигляду та наявності однієї з найпотужніших отрут у природі, ці тварини вирізняються незвичайно маленькими розмірами поміж родичів, часто сягаючи у довжину менш як два сантиметри. Малість надає переваги, наприклад, через зменшення потреб у їжі та території, а також у кращій можливості сховатися від хижаків. Утім, все має свою ціну. І короткоголові жаби віддали за ці переваги хорошу координацію рухів — на відміну від інших жаб, вони жахливо (і тому рідко) стрибають. Детально це явище розібрали науковці з Університету Едж-Хілл, Федерального університету Парани та Університету Південного Іллінойсу в Едвардсвіллі.

Brachycephalus darkside. Acervo/pesquisadores UFV/Agência Minas Gerais / Wikimedia Commons

Brachycephalus darkside. Acervo/pesquisadores UFV/Agência Minas Gerais / Wikimedia Commons

Як з'ясовували проблему стрибання?

Для координації рухів важливим є дотримання рівноваги, за що у хребетних відповідає окремий орган внутрішнього вуха — вестибулярний апарат. Він має три наповнені рідиною півколові канали, які розташовані у трьох площинах. Зсередини вони вистелені чутливими волосковими клітинами, які подразнюються рідиною, що зміщується у каналах під час руху, та передають інформацію в мозок, який на основі цього визначає положення тіла в просторі. Що відбулося із вестибулярним апаратом короткоголових жаб у процесі зменшення з'ясовували порівнянням сканів комп'ютерної томографії внутрішнього вуха 147 видів земноводних.

Що не так з органом рівноваги жабок?

Вчені дійшли висновку, що півколові канали вестибулярного апарату у короткоголових жаб є найменші серед дорослих хребетних тварин. Насправді вони дійшли до нижньої межі розмірів півколових каналів, які все ще відносно великі для їхньої голови (а голова відносно велика для тіла), що позначилося на їхній здатності адекватно реагувати на зміну положення тіла.

Який насправді масштаб проблеми із поганою рівновагою, з'ясовували на чотирьох видах короткоголових жаб (Brachycephalus brunneus, Brachycephalus coloratus, Brachycephalus pernix, Brachycephalus sulfuratus) та близькоспорідненому до них виді Ischnocnema henselii. Вчені знімали їх на високошвидкісне відео у той час, як змушували підстрибувати легкими штовханами.

Жаби показали вражаючу незграбність. Більшість інших жаб, зокрема I. henselii стрибають дуже схоже, починаючи зі швидкого розгинання задніх ніг, чим відштовхуються від землі, та згинанні їх в польоті при підготуванні до приземлення. Але короткоголові продемонстрували широкий репертуар техніки стрибків: вони перекочувалися, нахилялися й рискали в польоті з витягнутими ногами, а потім аварійно приземлялися на абсолютно випадкові частини тіла, хоча частіше — спину. Взагалі, це було схоже на стрибки жаб, у яких повністю або частково видалили орган рівноваги.

Хоча дисфункція вестибулярного апарату найкраще пояснює жахливе стрибання короткоголових жаб, вчені не виключають внесок інших факторів. Наприклад, характерної морфології задніх ніг, які відносно короткі й у яких зменшені ширина стопи і кількість пальців із п'яти до трьох. А можливо, жаби просто намагаються спантеличити хижаків дивною поведінкою.

Більше короткоголових жаб і стрибання

🐸 Ми не вперше згадуємо короткоголових жаб і вже писали про відкриття нового виду крихітних амфібій, які світяться в ультрафіолеті.

🐸 А ще, згадували про зневоднення як іншу причину поганих стрибків жаб.