Ленивец и его водоросли

На фото — очаровательный трехпалый ленивец Bradypus variegatus. Ярко-зеленый цвет его шерсти придают зеленые водоросли, в основном Trichophilus welckeri из класса ульвофициевые, живущие в трещинках на каждом волоске. Зачем ленивцу водоросли, на первый взгляд, очевидно: это отличный камуфляж среди зеленой листвы, маскирующий от хищников — например, южноамериканских гарпий (Harpia harpyja).

Уникальные волосы ленивцев. Волосы ленивцев отличаются от волос других млекопитающих наличием желобков и трещинок в кутикуле, отсутствием мозгового слоя (см. Medulla), а также пигментных гранул в кортексе (см. Строение волоса). А–D — трехпалые ленивцы, на волосках имеются поперечные трещины. А — волосы бурогорлого ленивца (Bradypus variegatus) на разных стадиях роста: внизу молодой волос, в центре — волос постарше, вверху — старый волос. Видно, что по мере роста и старения волоса число и размер трещин увеличивается. Длина масштабного отрезка 0,6 мм. B — трехпалый ленивец (Bradypus tridactylus), длина масштабного отрезка 0,1 мм. C, D — ошейниковый ленивец (Bradypus torquatus), длина мастштабных отрезков 0,4 и 0,1 мм соответственно. На части волоса С снята кутикула и виден кортекс. E–F — двупалые ленивцы, по всей длине волоса проходит ряд глубоких желобков. E — ленивец Гоффмана (Choloepus hoffmanni), длина масштабного отрезка 0,1 мм. F — двупалый ленивец (Choloepus didactylus), длина масштабного отрезка 0,1 мм. Изображение из статьи A. Aiello, 1985. Sloth hair: unanswered questions

Такая роль отводилась зеленым водорослям со времени их обнаружения в шерсти ленивцев. Однако недавние исследования показали, что всё не так просто. И главная выгода от этих водорослей — дополнительные питательные вещества. Дело в том, что диета трехпалых ленивцев бедна: питаются они только листьями деревьев, на которых и обитают. Из-за такой диеты уровень их метаболизма составляет меньше половины от ожидаемого уровня для животного такой массы (весят они в среднем 4 кг). Водоросли же содержат в три-пять раз больше липидов, чем листья. А эти вещества являются важным источником энергии для организма. Ленивцы поедают водоросли во время автогруминга (приведения в порядок своей шерсти; см. Autogrooming), дополняя таким образом свою скудную диету.

Эта гипотеза подтверждается тем, что на трехпалых ленивцах живет больше зеленых водорослей по биомассе, чем на двупалых. Последним тоже необходим камуфляж, однако они выглядят гораздо менее зелеными, чем трехпалые. Всё дело в том, что питание двупалых ленивцев более разнообразное, их рацион включает фрукты, листья и мелких беспозвоночных животных. Кроме того, дотошные ученые нашли водоросли Trichophilus welckeri в желудке ленивцев (с помощью желудочного зонда, никто не пострадал), а они, кроме как в шерсти ленивцев, больше нигде в природе не обнаруживаются. И на юных ленивцев эти водоросли, видимо, переходят из шерсти матери.

Зеленые водоросли Trichophilus welckeri в шерсти ленивца. А — рисунок водоросли из статьи-первоописания 1887 года (A. Weber-van Bosse, 1887. Étude sur les algues parasites des Paresseux): а — спорангии, б — пустые клетки спорангиев с высвобожденными спорами. B, C, E, F — препараты водорослей из шерсти ленивцев. D — водоросли в ребрах волоса ленивца Гоффмана (Choloepus hoffmanni). Длина масштабных отрезков — 20 мкм. Изображение из статьи M. Suutari et al., 2010. Molecular evidence for a diverse green algal community growing in the hair of sloths and a specific association withTrichophilus welckeri(Chlorophyta, Ulvophyceae)

Водоросли чувствуют себя в шерсти ленивцев просто прекрасно. Благодаря наличию трещинок и желобков в волосках шерсть ленивцев впитывает воду как губка. Поэтому водоросли обитают в увлажненной среде. Особенно «зеленеет» ленивец как раз после дождя. Кроме этого, водоросли удобряются азотом. Чтобы понять, откуда он берется, надо поговорить о том, как ленивцы ходят... в туалет.

Двупалые ленивцы испражняются либо прямо с дерева, либо на земле, когда спускаются, чтобы поменять дерево (а делают они это довольно часто, так как имеют относительно большую территорию — в среднем 18,7 Га по сравнению с 5,4 Га у трехпалых). Трехпалые ленивцы испражняются примерно раз в неделю, обязательно спускаясь для этого на землю. Они прикрывают кучку листьями и залезают обратно на дерево. Дефекация на земле — очень энергозатратный (до 8% от суточного бюджета энергии) и опасный процесс. Чаще всего ленивцы всех видов гибнут в лапах хищников именно на земле, где они невероятно уязвимы. Так что для такого опасного акта должна быть очень веская причина. И она есть.

Дело в том, что на ленивцах живут бабочки рода Cryptoses из семейства огневок. Одну из них можно разглядеть на главном фото справа на голове ленивца. Личинки огневки — копрофаги и развиваются только внутри экскрементов. Поэтому насекомые откладывают яйца в свежую кучку, оставленную ленивцем на земле.

Именно огневки и снабжают водоросли азотом, необходимым для их роста. Погибших бабочек поедают грибы-детритофаги, также обитающие в шерсти ленивцев, переводя органический азот в неорганический, необходимый для роста водорослей. Также возможно, что частично азотистые соединения бабочки переносят с собой из экскрементов.

Таким образом, получается сложный тройной мутуализм, когда ленивцу полезны водоросли и огневки, помогающие их росту, водорослям — ленивец, предоставляющий им дом, и огневки, снабжающие их питательными веществами. А огневкам выгоден ленивец, помогающий им осуществлять жизненный цикл. Причем этот тройной мутуализм наиболее важен именно для трехпалых ленивцев. На двупалых живет не только меньше зеленых водорослей, но и меньше огневок.

Схема мутуалистических взаимоотношений между трехпалыми ленивцами, огневками и зелеными водорослями Trichophilus: a — ленивец спускается с дерева для дефекации и доставляет огневок к месту, где они могут отложить яйца; b — из личинок-копрофагов выводятся взрослые бабочки и ищут ленивца в листве; c — огневки служат порталом питательных веществ для детритофагов и увеличивают концентрацию неорганического азота, необходимого для роста водорослей; d — ленивец поедает водоросли для обогащения своей бедной питательными веществами диеты. Рисунок из статьи J. N. Pauli et al., 2014. A syndrome of mutualism reinforces the lifestyle of a sloth

Как видно, каждый ленивец — это целая экосистема. Кроме зеленых водорослей разных родов и огневок на нем обитают диатомовые водоросли, цианобактерии, жуки, тараканы, круглые черви, грибы, а его желудок полон бактерий, помогающих переваривать листву. Зачем ленивцу водоросли и огневки, ученые уже выяснили. А вот зачем ему грибы — пока загадка. Однако изучение грибов в лаборатории показало их антибактериальную, антипаразитарную и противораковую активность. Так что ленивцы — не только уникальные животные, но и интересный и перспективный объект изучения.

Фото с сайта bbc.com.

Юлия Михневич