Ученые выяснили, как некоторые из «стеклянных лягушек» добиваются высокой прозрачности кожи. Маскируясь, они скрывают почти все эритроциты своей крови в печени.
Семейство стеклянных лягушек (Centrolenidae) знаменито тем, что кожа на их брюшной стороне прозрачна и позволяет видеть внутренние органы. Первую стеклянную лягушку поймали еще в 1872 году в Эквадоре. Ее научное описание дал знаменитый испанский зоолог Маркос Хименес де ла Эспада. Семейство стеклянных лягушек выделил в 1945 году американский герпетолог Эдвард Тейлор. Сейчас в семействе насчитывается более 150 видов. Обитают стеклянные лягушки в Центральной и Южной Америке, от юга Мексики до Аргентины. Сверху они, как правило, зеленого цвета. Длина их тела невелика — от 2 до 7,5 сантиметра. В воде живут только головастики этих лягушек, а взрослые особи обычно проводят время в листве деревьев.
Ученые решили выяснить, как стеклянные лягушки решают проблему непрозрачности крови. В эритроцитах крови содержится белок гемоглобин, необходимый для транспортировки кислорода. Молекулы этого белка поглощают свет и придают крови красный цвет, делая кожу непрозрачной. Только антарктические ледяные рыбы, обитающие в холодных глубинах Южного океана, полностью избавились от гемоглобина, придав своей крови мутно-белый цвет. Отсюда их второе название — белокровки. Газообмен у этих рыб проходит через кожу туловища и эпителий ротовой полости.
Исследователи использовали хорошо откалиброванные камеры для наблюдения за изменениями прозрачности стеклянных лягушек Флейшмана (Hyalinobatrachium fleischmanni), которые живут по берегам ручьев по всей Центральной Америке. Ночью, когда лягушки размножаются и кормятся, они непрозрачны. Но днем, когда они дремлют на листьях, большая часть их тела, за исключением лимонно-зеленой спины, становится прозрачной. Это защищает лягушек от пауков и змей.
Ученые взяли несколько лягушек в лабораторию и проследили, как меняется их прозрачность, когда они активны, спят или находятся под наркозом. Спящие стеклянные лягушки были на 34–61 % прозрачнее, чем в активном состоянии. Эта повышенная прозрачность, по-видимому, была связана с отсутствием эритроцитов в кровеносных сосудах. «Мы могли видеть, что там не было крови, когда животные засыпали», — говорит биолог Карлос Табоада из Университета Дьюка. Когда лягушки проснулись, их кровь снова начала циркулировать, уменьшая их прозрачность.
Чтобы определить, куда делись клетки крови, Табоада и его коллеги использовали фотоакустическую визуализацию, которая отображает ультразвуковые волны, возникающие, когда эритроциты поглощают свет. В течение дня кровеносные сосуды в печени лягушек были переполнены эритроцитами, что увеличивало размер органа примерно на 40 %. По сравнению с другими древесными лягушками, которые могут хранить в своей печени только около 12 % эритроцитов, стеклянные лягушки могут хранить там целых 89 % — почти все эритроциты своей крови.
Неясно, как животные переживают такую экстремальную адаптацию. «Они в основном не транспортируют много кислорода в течение 12 часов в день», — рассказывает другой автор исследования, Джесси Делия из Американского музея естественной истории. Еще одна загадка заключается в том, как стеклянные лягушки могут перемещать столько клеток крови в одно место, не создавая потенциально смертельного сгустка. Решение этой проблемы может привести к улучшению лечения тромбов у людей.
Исследование опубликовано в журнале Science.
