Среди засушливого леса кактусов лягушки Corythomantis greeningi выглядят довольно безобидными. В отличие от ярких предостерегающих цветов ядовитых лягушек-дротиков, эти древесные лягушки имеют серовато-коричневые и зеленые оттенки. Поэтому, когда Карлос Джаред из Бразильского Института Бутантана решился их собрать и изучить, он не думал, что они представляют большую угрозу, пока он не почувствовал боль в ладони.
Связанный контент
- К удивлению ученых, даже неядовитые змеи могут нанести удар по нелепым скоростям
- Расшифровка смертельной тайны змеиного яда
- У этого ужасающего бразильского острова самая высокая концентрация ядовитых змей в мире
«Мне потребовалось много времени, чтобы понять, что боль была связана с интенсивным и небрежным собранием этих животных, ударяющих мою ладонь», - вспоминает Джаред. Биолог стал жертвой совершенно уникального защитного механизма: лягушки в шлемах используют шипы вдоль губ, чтобы вводить сильнодействующие химические вещества, давая агрессорам смесь между прикладом головы и ядовитым придурком. После тщательного изучения Джаред и его команда обнаружили, что C. greeningi и родственный вид лягушки- быка Aparasphenodon brunoi - единственные ядовитые лягушки, известные науке.
«Это очень, очень круто. Беспрецедентное было бы преуменьшением », - говорит Брайан Фрай, молекулярный биолог из Университета Квинсленда, который не был связан с исследованием. Но если мы уже знали, что лягушки могут быть ядовитыми, почему это открытие так важно? Ответ кроется в часто неправильно понимаемой разнице между ядом и ядом.
Некоторые люди используют слова взаимозаменяемо, потому что, попав в организм, химические вещества наносят аналогичный ущерб, поражая сердце, мозг или другие жизненно важные цели. Но термины означают очень разные вещи. Традиционно ядовитые существа кусают, жгут или наносят удар вам, чтобы нанести им урон, в то время как вы кусаете или трогаете ядовитых тварей, чтобы почувствовать их эффект. Это означает, что ядовитым организмам нужен путь, например, клыки или зубы. Все осьминоги являются ядовитыми, наряду с некоторыми кальмарами, множеством змей, пауков и скорпионов, несколькими ящерицами, летучими мышами-вампирами и даже медленным каяном Nycticebus loris. Некоторые рыбы, в том числе крылатки, используют шипы, чтобы укусить нападавших ядом. Бразильские лягушки - не единственные ядовитые амфибии. При нападении иберийские ребристые тритоны выталкивают свои собственные ребра, так что шипы на концах пронзают хищника токсином.
Иберийский ребристый тритон расширяет ребра, чтобы вытолкнуть шипы в стиле росомахи и поразить хищников ядовитыми кончиками. Хотя токсины тритонов изучены не так хорошо, исследователи считают, что животные могут использовать ядовитую стратегию, аналогичную стратегии у лягушек-самцов. (Хавьер Абалос Альварес / Flickr CC BY-SA 2.0) Ядовитые организмы применяют более пассивный подход, часто покрывая кожу или другие поверхности токсичными химическими веществами. Яды можно либо варить с нуля внутри животного, либо приобретать с помощью диеты. Жабы тростника естественно выделяют яд, который они производят в железах позади их ушей. В то же время ядовитые лягушки дротиков образуют сильно ядовитое алкалоидное покрытие кожи, которое они получают при жевании муравьев. Мамские лягушки передают химическое вещество головастикам через мешочки с яйцами, поэтому, если вы вытащите молодую ядовитую лягушку-дротика из ее естественной среды обитания, она фактически утратит токсичность.
Потребность в переваривании вредных продуктов для выживания может побудить некоторые организмы выделять яды, которые в основном используются для защиты от хищников. «Если это обеспечило некоторую защиту от хищничества, вы можете увидеть, как это могло бы способствовать эволюции систем, чтобы фактически концентрировать токсины в коже, а не избавляться от них», - объясняет Кайл Саммерс, биолог-эволюционист из Университета Восточной Каролины.
Напротив, яды развивались для защиты, оскорбления или обоих. Некоторые организмы даже используют яд при спаривании. Утконос-самец выпускает свой токсин из крошечных колючих бородок, чтобы парализовать соперников.
Не позволяйте очаровательному утиному счету обмануть вас. Яд утконоса, изготовленный в слюнных железах яйцеклетки, на короткое время парализует спаривающихся соперников, позволяя победителю напасть на самку. (Trevira1Flickr CC BY-NC 2.0) 
Является ли внутренний тайпан самой ядовитой змеей в мире, это, безусловно, одна из самых опасных. Змея живет в засушливой среде северо-восточной Австралии. (Мэтью Кляйн / Flickr CC BY-NC-ND 2.0) 
В течение многих лет ученые пытались убить дракона Комодо, используя бактерии, которые растут во рту. На самом деле ящерицы создают свой собственный яд в крошечных ротовых железах, которых никто раньше не замечал. (Тони Сайферт / Flickr CC BY-NC-ND 2.0) 
Ядовитые шипы крылаток служат для отпугивания хищников, а не для охоты на добычу. (: Питер Лю Фото / Flickr CC BY-NC-ND 2.0) 
Золотая лягушка дротиков считается одним из самых ядовитых членов семейства дротиков. Их яркая окраска служит предупреждением для хищников. (: Silvain de Munck / Flickr CC BY-NC-ND 2.0) 
У антарктических осьминогов, как и у Pareledone charcoti, есть единственный яд, который, по-видимому, работает при минусовых температурах. (Армин Роуз) По оценкам Фрая, яды появлялись примерно 30 раз на древе жизни. Большинство происходит из совершенно нормальных ферментов. Например, яд паука произошел от безвредного гормона - паутинной версии инсулина. Это может произойти, когда ген общего белка в одном органе дублируется. Копия видоизменяется и в конце концов обнаруживается там, где ее не должно быть - как слюнные железы у змей. Когда существо затем кусает добычу или защищается от хищника, измененный белок может быть слегка токсичным для их противника. Со временем эволюция благоприятствует ядовитым представителям вида, и фермент развивается в потенции.
В случае ядовитых лягушек оба вида были обнаружены в 1800-х годах, но до сих пор они прыгали под радаром, потому что никто ранее не углублялся в их биологию.
«Даже в самой последней книге о бразильских лягушках они перечислены как нетоксичные», - говорит соавтор исследования Эдмунд Броди, биолог из Университета штата Юта. Поэтому после инцидента с Джаредом в поле он хотел выяснить, какое токсическое волшебство может быть в игре. Исследователи тщательно собрали диких C. greeningi и A. brunoi для лабораторных испытаний. Они обнаружили, что обе лягушки выделяют липкую белую смесь соединений, которая обладает некоторыми из тех же характеристик, что и яд.
Затем команда увидела, что железы поставляют токсин шипам на коже лягушек. Когда лягушки сгибают головы шлема вверх-вниз или из стороны в сторону, шипы тыкают кожу ничего не подозревающих хищников (или ученых), таких как биологические шприцы, вводя небольшие дозы токсина в кровь, сообщают сегодня Джаред и его коллеги в Современная биология . У современных полынных лягушек нет известных хищников. Тем не менее, где-то вниз по линии это должно было дать им преимущество перед чем-то, пытающимся их съесть. В качестве альтернативы, как самец утконоса, лягушки могут использовать свой яд для участия в соревнованиях по спариванию.
Крупный план кожи лягушки C. greeningi показывает шипы, которые выстилают ее губы и переднюю часть головы. (Карлос Джаред) 
Два вида лягушек-ловушек живут в пустынных лесах под названием Каатинги в Бразилии. (Карлос Джаред) 
Водяные лягушки часто прячутся в кактусах в засушливых лесах, где они живут в Бразилии. (Карлос Джаред) 
У лягушек A. brunoi структура головы сходна с таковой у C. greeningi, поэтому исследователи считают, что они могут служить аналогичным целям. (Карлос Джаред) Поскольку токсины доставляются по-разному, яды, как правило, представляют собой более крупные соединения, которые необходимо вводить для проникновения через кожу, в то время как яды обычно представляют собой более мелкие химические вещества, которые могут всасываться. Так является ли один тип токсина более сильнодействующим, чем другой?
Золотые ядовитые стрелы-лягушки могут убить человека всего лишь двумя микрограммами алкалоидной кожной слизи. Между тем, одна капля яда тайпана может убить 100 человек. По сравнению с бразильским питвиром, C. greeningi в два раза летальнее, а A. brunoi - в 25 раз летальнее . Примерно один грамм яда A. brunoi может убить 300 000 мышей или 80 человек. При этом лягушки-оборотни, вероятно, производят и доставляют свой яд в гораздо меньших дозах.
«Токсичность ядов и ядов резко варьирует в зависимости от вида в природе», - говорит Саммерс, поэтому невозможно сказать, что один тип химического оружия в корне более опасен. Основной вывод заключается в том, что яд и яд могут убить вас по-настоящему ужасно и мучительно. Полевые биологи, будьте осторожны.
