Впервые обнаружена флуоресцирующая амфибия

Когда герпетологи Джулиан Файвович и Карлос Табоада из Музея естественных наук Бернардино Ривадавиа в Буэнос-Айресе (Аргентина) направили на квакшу Hypsiboas punctatus свой ультрафиолетовый луч, им в глаза внезапно ударил яркий зеленый свет. «Ква!» – от неожиданности воскликнули ученые. Похоже, перед ними на столе сидела первая известная науке флуоресцирующая амфибия.

Hypsiboas fluorescence
Квакша Hypsiboas punctatus обитает по всему бассейну Амазонки и активна преимущественно на закате, на рассвете и по ночам. Фото (здесь и далее): Julián Faivovich, Carlos Taboada).

Предметом исследования Файвовича и Табоады была полупрозрачная кожа лягушки и пигмент биливердин, который окрашивает ткани и кости амфибии в зеленый цвет. Это распространненый в животном мире пигмент – он встречается, например, у насекомых, и у некоторых из них белки, связанные с биливердином, испускают слабое красное свечение. Что-то подобное биологи ожидали разглядеть и у квакши, когда светили на нее ультрафиолетовым фонариком. Но лягушка преподнесла яркий сюрприз. «Мы поверить не могли», – признается Файвович.

Чтобы убедиться, что перед ними не случайный мутант Лягушка Икс и H. punctatus могут светиться в дикой природе, ученые отправились в экспедицию в окрестности города Санта-Фе, что в 475 км к северо-западу от Буэнос-Айреса, – именно там была поймана дивная квакша. Что ж, разочароваться им не пришлось: и самцы, и самки, и лягушата, и старушата – все представители вида, которых ученым удалось найти, испускали такое же ярко-зеленое свечение, какое они видели в лаборатории.

Флуоресценция – это разновидность люминесценции, физический процесс, при котором вещество поглощает свет с короткими волнами (например, ультрафиолет), а затем испускает волны подлиннее (например, зеленые). Как следует из определения, чтобы свечение возникло, необходимо на вещество посветить – само по себе в темноте оно сиять не станет. Этим флуоресценция отличается от биолюминесценции, когда организм производит собственный свет за счет химических реакций.

Флуоресцировать умеют многие водные обитатели: кораллы, медузы, раки-богомолы, более 180 видов рыб и даже черепаха бисса, единственная рептилия, у которой обнаружена такая способность. Из наземных животных биофлуоресценция встречается лишь у некоторых бабочек, скорпионов и у самцов волнистых попугайчиков, чьи перья на голове светятся под действием ультрафиолета. А вот у земноводных ничего подобного прежде известно не было.

При обычном свете H. punctatus имеет зеленовато-желтый оттенок с красными вкраплениями, а в ультрафиолете светится голубовато-зеленым.

Как оказалось, в пигментных клетках кожи, лимфатических тканях и выделениях желез у квакш присутствуют уникальные соединения, названные хилоинами (от латинского названия семейства квакш, или древесных лягушек, Hylidae). Всего открыто три хилоина: L1, L2 и G1 – их молекулы содержат кольцеобразную структуру и цепь углеводов. Именно хилоины отвечают за зеленую флуоресценцию у обсуждаемых квакш, и они отличаются от всех известных флуоресцентных молекул, вызывающих свечение у других животных. Наиболее похожие на хилоины молекулы встречаются у растений, утверждает химик Норберто Пепорине Лопес из Университета Сан-Паулу (Бразилия), один из соавторов открытия.

Хилоины испускают удивительное количество света: они улучшают видимую яркость лягушки на 19% при свете полной луны и на 30% в сумерках. Этого должно быть вполне достаточно, чтобы другие лягушки заметили свечение. Ученые сопоставили данные об излучаемой части спектра и о восприимчивости фоторецепторов родственных видов лягушек и пришли к выводу, что такой зеленый свет глаза квакш видят хорошо. Впрочем, о зрительных способностях и фоторецепторах самих H. punctatus почти ничего не известно, нужно еще установить, способны ли они воспринимать свою собственную флуоресценцию.

С какой целью лягушки светятся и почему они заполучили такую способность, пока неясно. То же самое можно сказать о большинстве флуоресцирующих животных. Не исключено, что многие из них светятся без всякой причины, просто оттого, что природа их наградила прикольными молекулами, которые, однако, не дают им никаких преимуществ. Возможно, свечение служит для коммуникации – помогает особям находить друг друга в сумерках – или играет роль при выборе самками партнера, как у волнистых попугайчиков.

Hypsiboas fluorescence1

Исследователи практически уверены, что к биофлуоресценции способны не только квакши H. punctatus, но и другие виды амфибий, нужно только поискать. Маловероятно, что из пяти тысяч видов лягушек и семи тысяч видов амфибий в целом флуоресценция развилась только у одного. В настоящее время Джулиан Файвович планирует проверить ультрафиолетом еще 250 видов древесных лягушек с прозрачной кожей. «Я очень надеюсь, что другие герпетологи заинтересуются данным феноменом и начнут брать с собой на работу ультрафиолетовые фонарики», – говорит он.

А ведь не стоит забывать и о млекопитающих – из позвоночных животных только в этом классе пока что не обнаружен ни один вид с биофлуоресценцией. Кто знает, может быть, вы тоже способны светиться. Главное – подобрать нужный фонарик.


Текст: Виктор Ковылин. По материалам: Nature, New Scientist
Научная статья: PNAS (Taboada et al., 2017)

Все права на данный текст принадлежат нашему журналу. Если хотите поделиться информацией с вашими подписчиками, обязательно ставьте активную ссылку на эту статью. С уважением, Батрахоспермум.

Thamnophis atratus eats Taricha granulosa

Вас также могут заинтересовать статьи:
Змеи против тритонов: генная война, которая старше их самих
Уникальный лишайник-галлюциноген из Эквадора
Ребятишки со взором дельфиньим


Комментарии:

Высказать свое мудрое мнение