Татьяна Жданова - Сотворенная природа глазами биологов
Программа ускоренного развития. При развитии головастика в водоемах происходит очень сложная перестройка всего его организма. Обычно этот процесс длится целый сезон. В некоторых случаях, как у саламандр горных видов и тритонов на севере, детство затягивается на два – три года. А вот у земноводных – жителей жарких стран организм настроен на ускоренные процессы развития. Это связано с сезонами дождей. Так, головастики некоторых видов пустынных жаб завершают их за 9—11 дней!
Ускоренное развитие отличает и представителей одного из видов австралийских земноводных, которые тоже производят потомство в пустыне. Их организм обеспечен синхронизирующей системой, которая следит, чтобы время метания икры и развития молоди совпадало с периодом дождей. В пустынях Австралии дожди могут выпасть всего раз в два года. Но стоит такому событию произойти, как спящие лягушки тотчас получат сигнал к активным действиям.
Они быстро поднимутся из своих подземных убежищ на поверхность, чтобы отложить икру в образовавшиеся лужи. И прежде чем эти лужи просохнут, головастики успевают не только появиться на свет, но и превратиться в лягушек. А поскольку они не могут жить без воды, то при наступлении засухи впадают в спячку, предварительно закопавшись в землю подобно тому, как наши лягушки зарываются в ил для зимней спячки.
Проходит год или два, пока снова пойдет дождь. И тогда молодые лягушки получат такой же сигнал, как и их родители. Они проснутся и выйдут на поверхность, чтобы дать начало новому поколению. Жизнь продолжается!
Это еще раз подтверждает, что организму земноводных дано все необходимое для проживания в конкретной местности, в том числе с критическими природными условиями.
Жизнь в условиях бескормицы. Организм амфибий наделен еще и особыми возможностями пережидать голодные периоды жизни.
Так, в неблагоприятные засушливые или холодные периоды, когда насекомых бывает мало, амфибии не гибнут от голода, а лишь перестают расти. С появлением обильной пищи они едят до насыщения и продолжают быстрый рост. А представители северных видов еще и обладают механизмом откладывания жира «про запас», чтобы пережить холодную зиму.
За счет чего возможна жизнедеятельность амфибий, например, в бескормицу при похолодании? Как ни удивительно, но за счет их холоднокровия. Амфибиям не нужно вести постоянной борьбы за поддержание температуры своего тела на определенном уровне, как теплокровным. Их организму достаточно лишь чуть-чуть подтапливать свою «печку» пищевым биотопливом, чтобы компенсировать небольшие потери при ее остывании. В то время как теплокровные животные вынуждены продуцировать тепла в 30–40 раз больше.
Экономное расходование энергии позволяет земноводным потреблять гораздо меньше пищи и переносить длительные периоды голодания. При похолодании, когда беспозвоночный корм амфибий прячется, у них просто пропадает аппетит. И чем холоднее становится, тем на больший период времени растягиваются процессы выработки энергии телом амфибии. При температуре 15 °C они переваривают ужин 4 дня, а при 12 °C – 7 дней.
Благодаря такому свойству своего организма, например, жаба, находясь в сыром месте, может выдержать без пищи более двух лет.
Восстановление численности амфибий. Но если все же какие-либо резкие изменения погодных или других условий приводят к вымиранию большого количества лягушек, тогда включается таинственный регулирующий механизм сохранения их популяции.
В следующем поколении обязательно родится больше самок, чем самцов. А значит, в тот период, когда они подрастут и приобретут способность к размножению, и икры будет отложено гораздо больше обычного.
Так осуществляется целенаправленный внешний контроль над всей популяцией, в результате чего происходит восстановление численности амфибий.
«Два организма» в одном
При знакомстве с возможностями организма, которыми наделены земноводные для жизни и в воде и на суше, многое не может не вызывать чувства восхищения. Ведь быть обитателями двух сред совсем не простая задача: слишком различны характеристики воды и суши.
Так, в водной среде условия влажности постоянны, а на суше они имеют резкие суточные и сезонные колебания. Причем на большей части земной поверхности влажность сравнительно невелика. А эти условия очень существенны для амфибий, являющихся влаголюбивыми животными.
Значительны и температурные колебания. Если в воде они составляют 25–30 °C, то на суше сезонные колебания могут превысить и 100 °C.
Очень большое значение для дыхания земноводных имеет разница в количестве кислорода. В воздухе его в несколько раз больше, чем в воде.
В водной среде требуются небольшие усилия для поддержания тела, а с выходом на сушу эти усилия значительно возрастают. Изменяется и положение точки опоры. На суше – это земля, от которой можно оттолкнуться, находиться внизу. А вода окружает амфибию со всех сторон.
Как же удается этим одновременно и земно и водным существам жить без затруднений на границе двух сред? Оказывается, для этого их организм наделен как бы двумя комплектами органов и систем, а также автоматической системой для постоянного переключения с одного комплекта на другой.
Именно так переключается универсальная система «включения» и «выключения» нужных органов при дыхании лягушки в момент перемены среды. Пока амфибия находится в воде, она дышит кожей, но как только оказывается на суше – подключается система дыхания легкими и слизистой оболочкой рта. Чудо-система действует таким образом, что при каждом нырянии «включенные» органы лягушки автоматически отключаются.
Потребность во влаге. Для большинства видов земноводных характерно проведение личиночных стадий в воде или влажной среде. Но и во взрослом состоянии потребность их организма во влаге достаточно велика. Поэтому одна часть земноводных обитает всю жизнь в водоемах, а другая – поселяется вблизи их или в сырых местах.
Общее правило (за редким исключением) для большинства земноводных – использовать в качестве водной среды обитания и размножения пресные водоемы. При этом особи различных видов пользуются именно теми водными ресурсами Земли, на которые настроен их организм.
Одни из них могут занимать только теплые воды непроточных озер, прудов и даже луж. А организм других не переносит тихих заводей, позволяя амфибиям жить и растить потомство исключительно в бурных горных реках. Третьим дано занимать все ярусы тропического леса – от заболоченных низин до микроводоемчиков в пазухах древесной листвы, заполняемых водой в период тропических ливней. А четвертые, являясь обитателями сухих прерий и пустынь, полностью обустроены для активной жизнедеятельности только в сезон дождей.
Но не только пресная вода колыбель вездесущих земноводных. Есть представители некоторых видов, организм которых позволяет им обитать в солоноватой и даже в соленой воде. Например, зеленые жабы, жабы ага, травяные лягушки и некоторые виды саламандр могут успешно размножаться в слабосоленой воде.
А наилучшим образом для жизни в соленой воде обустроен организм филиппинской лягушки. Она обитает в зоне прибоя и прячется в норах крабов. Ее головастики не погибают и даже свободно плавают в воде, более соленой, чем черноморская. Выведение из организма этих амфибий излишков солей происходит за счет специально предусмотренных физиологических процессов.
Всасывание влаги кожей. Традиционное проживание земноводных вблизи водоемов в условиях относительно влажной атмосферы обеспечивает их нормальное кожное дыхание и сохранение влаги в организме.
Но даже если наступают периоды засухи, амфибии не остаются беспомощными. Они целенаправленно отправляются искать влажные места, чтобы устроить себе убежища под камнями, в глубоких норах или во влажной лесной подстилке. И тогда кожей, как губкой, эти животные впитывают живительную влагу.
Специальным устройством для всасывания воды из чуть влажной почвы у лягушек и особенно жаб является так называемое «тазовое пятно», пронизанное кровеносными сосудами. Например, у юных норных лопатоногов, американских родственников наших чесночниц, такое тазовое пятно совсем маленькое и занимает всего 5 % всей поверхности тела. Однако его всасывающая способность в 18 раз выше, чем у остальной кожи.
Благодаря такому «водозаборному устройству» молодые амфибии способны охотиться днем во время летней жары. Сидя на чуть влажной земле, они всасывают такое же количество воды, какое испаряет остальная часть их тела.
Удаленные от воды земноводные обычно быстро худеют, но остаются жизнеспособными при потере до половины своей массы и даже больше. Такая лабильность в отношении содержания воды в организме – чудесный дар амфибиям. Благодаря этому они способны выживать в условиях с резкими колебаниями влажности.
