Лягушка без легких

На фото — калимантанская барбурула (Barbourula kalimantanensis) из семейства жерлянок. Эта обычная на вид индонезийская лягушка обходится без легких и при этом вполне нормально живет. Среди бесхвостых амфибий это единственный случай утраты такого важного физиологического приспособления для наземной жизни.

Калимантанская барбурула была впервые обнаружена в 1978 году в реке Пинох на западе острова Калимантан (Борнео) и описана индонезийским герпетологом Джоко Искандаром (Djoko Tjahjono Iskandar). Это второй известный вид рода Barbourula — первый, филиппинская барбурула (Barbourula busuangensis), был описан в 1924 году. Исследование единственного экземпляра нового вида без возможности вскрытия не выявило в лягушке ничего необычного, пока в 2007 году не обнаружили две новых популяции, из которых удалось отловить несколько особей. Только тогда стало возможным детально изучить внутреннее строение этих амфибий. Оказалось, что барбурула лишена легких, гортани и трахей.

(A) — типичный рот и глотка лягушки (Rana catesbeiana), овалом показана голосовая щель, которая ведет в трахею, виден язык и пищеводное отверстие (за щелью); (B) — рот и глотка калимантанской барбурулы, овалом обведена область, где должна быть, но отсутствует голосовая щель, а пищеводное отверстие (справа) увеличено и ведет прямо в желудок. Фото из статьи D. Bickford et al., 2008. A lungless frog discovered on Borneo

На самом деле отсутствие легких — не новшество для земноводных. Не имеет легких одно из самых многочисленных семейств хвостатых амфибий, включающее более 350 видов, — безлегочные саламандры (Plethodontidae). Нет этого органа и у дальневосточного тритона (Onychodactylus), а также двух видов червяг — Atretochoana eiselti и Microcaecilia iwokramae. Каким же образом все эти амфибии дышат?

Ответ дает один любопытный эксперимент. Если у лягушки удалить легкие и оставить в террариуме с высокой влажностью и температурой ниже комнатной, животное будет продолжать жить еще довольно долгое время. Но если кожу лягушки обильно смазать маслом, она быстро погибнет. Оказывается, всё дело в коже. Амфибии, при всем несовершенстве своей дыхательной системы по сравнению с высшими позвоночными, активно используют кожу в процессе дыхания, пропуская через нее примерно половину потребляемого кислорода. Высокое значение кожного дыхания связано с небольшой площадью поверхности легких у земноводных. Чтобы нормально дышать и не задыхаться, надо как-то компенсировать этот легочный недостаток. Поэтому у амфибий влажная и слизистая кожа, а во влаге хорошо растворяется атмосферный кислород. Такой способ дыхания приковал многих амфибий к воде. Стоит отметить, что именно от далеких предковых форм современных амфибий млекопитающим (и человеку) досталась аналогичная мягкая железистая кожа.

Использовать кожу на все 100% в процессе дыхания калимантанская барбурула смогла за счет увеличенной площади поверхности тела: она выглядит довольно плоской по сравнению с другими лягушками. Кожа барбурулы морщинистая, с множеством бугорков и шипиков, дополнительно увеличивающих площадь поверхности.

Слева — карта Калимантана с указанием той части острова, где обитает калимантанская барбурула, справа — калимантанская барбурула, вид спереди (В) и сбоку (С). Видно, что лягушка обладает довольно плоским телом. Фото из статьи D. Bickford et al., 2008. A lungless frog discovered on Borneo

Но важна также и подходящая среда обитания. Калимантанская барбурула живет преимущественно в холодных чистых речных потоках глубиной от 0,5 до 5 м с умеренными и сильными течениями. Водоемы со стоячей теплой и мутной водой имеют более низкое содержание кислорода и не подходят безлегочным амфибиям. Чтобы лучше плавать в воде с быстрым течением, барбурула обзавелась лапами, похожими на симметричные весла. А коричнево-черный цвет лягушки обеспечивает ей неплохую маскировку среди камней, под которыми она любит скрываться.

Плоская калимантанская барбурула отлично замаскировалась. Фото © Chien C. Lee с сайта chienclee.photoshelter.com

Из-за своей требовательности к среде обитания калимантанская барбурула входит в число видов, находящихся под угрозой исчезновения. В связи с незаконной рубкой леса, добычей золота и прочей человеческой деятельностью на Калимантане возрастает мутность речных потоков, происходит их заиливание и загрязнение ртутью. Из-за сведения леса реки лишаются тени и нагреваются. Всё это губительно сказывается на жизни не только калимантанской барбурулы, но и других обитателей индонезийского острова.

Фото © Lars Fehlandt с сайта lars-fehlandt.de.

Антон Ульяхин