Поражение глаз жуками и земноводными. Секрет лягушек и жаб

Добавил пользователь Алексей Ф.
Обновлено: 14.12.2024

Для исследования иерархии классификаторов и понятий, относящихся к зрительному восприятию у животных, чрезвычайно интересна работа четырех ученых из Массачусетского технологического института (Дж.Летвин и др.) «Что сообщает глаз лягушки мозгу лягушки» 3 . Лягушка была избрана авторами в качестве подопытного животного потому, что ее зрительный аппарат обладает некоторыми качествами простоты, которые делают его удобным для изучения. Прежде всего, сетчатка глаза лягушки однородна; она не имеет в отличие от глаза человека области с повышенной чувствительностью, на которую нужно проектировать наиболее важную часть изображения. Поэтому и взгляд лягушки неподвижен, она не следит взглядом за двигающимся предметом, как это делаем мы. С другой стороны, если лягушка качается, сидя на листе кувшинки, ее глаза совершают такие движения, которые компенсируют качание, так что изображение внешнего мира на сетчатке остается неподвижным. Информация от сетчатки передается по зрительному нерву к так называемому зрительному бугру мозга. Этим лягушка также отличается от человека в сторону простоты, так как у человека есть два канала передачи информации от сетчатки к мозгу.

Зрение играет большую роль в жизни лягушки: с его помощью она охотится и спасается от врагов. Исследование поведения лягушки показывает, что она отличает добычу от врага по размерам и состоянию движения. Очень интересно, что движение играет здесь решающую роль. Завидев маленький (размеров насекомого или червя) движущийся предмет, лягушка прыгает и схватывает его. Лягушку можно обмануть, раскачивая на ниточке маленький несъедобный предмет. Но на неподвижного червяка или насекомое лягушка не обращает ни малейшего внимания, и она может умереть с голоду среди обилия пищи, если эта пища неподвижна. Большие движущиеся предметы лягушка считает врагами и спасается от них бегством.

Сетчатка глаза лягушки, как и других позвоночных, имеет три слоя нервных клеток. Верхний (самый внешний) слой образуют светочувствительные рецепторы — палочки и колбочки. Затем идет слой ассоциативных нейронов нескольких типов. Одни из них (так называемые биполярные клетки) дают преимущественно вертикальные аксоны, по которым возбуждение передается в более глубокие слои. Другие (горизонтальные, или амакринные клетки) связывают нейроны, расположенные на одном уровне. Последний по глубине залегания — третий слой — образуют так называемые ганглиозные клетки. Их дендриты получают информацию от клеток второго слоя, а аксоны представляют собой длинные волокна, которые сплетаются в жгут — зрительный нерв, соединяющий сетчатку с мозгом. Эти аксоны ветвятся, входя в зрительный бугор мозга, и передают информацию дендритам мозговых нейронов.

Глаз лягушки имеет около миллиона рецепторов, около трех миллионов ассоциативных нейронов второго слоя и полмиллиона ганглиозных клеток. Такая структура сетчатки дает основание предположить, что анализ изображения начинается уже в глазу животного и изображение передается по зрительному нерву в терминах каких-то промежуточных понятий. Сетчатка как бы является вынесенной на периферию частью мозга. Это предположение подтверждается тем, что расположение на поверхности зрительного бугра точек входа нервных волокон (аксонов) совпадает с расположением соответствующих ганглиозных клеток на выходе сетчатки. И это несмотря на то, что на протяжении зрительного нерва волокна многократно переплетаются друг с другом и меняют свое положение на срезе нерва. Наконец, к тому же заключению приводят и данные эмбриологии о развитии сетчатки.

В описываемых опытах в зрительный нерв лягушки вводился тонкий платиновый электрод, что позволяло регистрировать возбуждение отдельных ганглиозных клеток. Лягушка помещалась в центр алюминиевой полусферы, имеющей (изнутри) матово-серый цвет. По внутренней поверхности полусферы могли перемещаться различные темные предметы — прямоугольники, диски и т. п., поддерживаемые с помощью магнита, расположенного с внешней стороны полусферы.

Результаты экспериментов мы можем суммировать следующим образом. Каждая ганглиозная клетка имеет определенное рецептивное поле, т. е. участок сетчатки (множество рецепторов), с которого она собирает информацию. Состояние рецепторов вне рецептивного поля никак не влияет на состояние ганглиозной клетки. Размеры рецептивных полей у клеток разного типа, если измерять их угловыми размерами соответствующей видимой области, варьируются от 2 до 15° в диаметре.

Ганглиозные клетки делятся на четыре типа в зависимости от того, какой процесс в своем рецептивном поле они регистрируют. Эти типы следующие:

Детекторы длительно сохраняющегося контраста. Эти клетки не реагируют на включение или выключение общего освещения. Но если в рецептивном поле появляется край объекта, более темного или более светлого, чем фон, цвета, то клетка сразу же начинает генерировать импульсы.

Детекторы выпуклых краев. Эти клетки возбуждаются в том случае, если в рецептивном поле появляется маленький (не более 3°) выпуклый объект. Максимальное возбуждение (частота импульсов) достигается, когда диаметр объекта составляет примерно половину диаметра рецептивного поля. На прямой край объекта клетка не реагирует.

Детекторы движущихся краев. Их рецептивное поле обладает шириной примерно 12°. Клетка реагирует на любой различимый край объекта, более темного или более светлого, чем фон, цвета; но только при условии, что он движется. Если через поле плавно перемещается предмет шириной более 5°, то возникают две реакции: на передний и на задний край.

Детекторы затемнения поля. Они посылают серию импульсов, если внезапно уменьшается общая освещенность рецептивного поля.

Чрезвычайно интересно, как расположены окончания зрительных волокон в зрительном бугре мозга. Мы уже говорили, что в плане это расположение совпадает с расположением соответствующих ганглиозных клеток в сетчатке. Но, кроме того, оказывается, что окончания волокон каждого типа находятся в зрительном бугре на определенной глубине, так что в мозгу лягушки имеется четыре слоя нейронов, воспринимающих зрительную информацию, и каждый слой как бы получает оттиск сетчатки, но в определенном аспекте соответственно одному из четырех типов ганглиозных клеток. Эти слои и являются датчиками информации для высших отделов мозга.

Опыты, подобные описанным, довольно сложны, и по поводу их интерпретации иногда возникают споры. Детали описанной системы могут измениться или получить другое толкование. Тем не менее общий характер системы понятий первого уровня установлен, по-видимому, достаточно твердо. Мы видим переход от точечного описания к локальному, учитывающему непрерывную структуру изображения. Ганглиозные клетки служат распознавателями таких первичных понятий, как край, выпуклость, движение, отнесенных к определенной области видимого мира.

«Пирамиды», «лягушки», «сегменты» и «грибы»

«Пирамиды», «лягушки», «сегменты» и «грибы» Рис. 134. «Пирамида» Рис. 135. «Сегмент»Кроме «адмиралтейских инвалидов», на мягких илистых или мелкопесчаных грунтах хорошо работают железобетонные массивы в виде четырехгранной или многогранной пирамиды (рис. 134), сегмента

Китайские вертолеты глазами российского авиатора

Китайские вертолеты глазами российского авиатора Иван ГРИГОРЬЕВРеформы, начатые Ден Сяопином более двадцати лет назад, привели к заметным успехам Китая в области экономики. В немалой степени этому способствовало привлечение иностранных инвестиций, общий объем которых

В амфибиях сокрыта тайна здоровья человека

Все чаще ученые, изучающие лягушек, находят необычных особей. Причем далеко не всегда это результат плохой экологии. Но что именно тому причиной? Что лягушки могут рассказать о нас самих? Об этом и не только в интервью с заведующим лабораторией функциональной экологии наземных животных Института экологии растений и животных УрО РАН, доктором биологических наук, больше 50 лет изучающим лягушек, Владимиром Вершининым.

Владимир Леонидович, пару лет назад СМИ на Урале писали о лягушке, которую вы нашли под Красноуральском, тельце у нее было будто из целлофана, даже внутренние органы видны. И все с ходу подумали: ну понятное дело - мутант, предприятия на Урале всю природу загубили.

Владимир Вершинин: Вот как раз в этом случае промышленники были ни при чем. Это оказался альбинос, что в природе бывает не так уж и редко. И это допустимая аномалия в развитии, обусловленная мутацией. Мутации в живой природе происходят постоянно. Без них невозможен эволюционный процесс.

А лягушки с десятью конечностями, не так давно обнаруженные в США, тоже норма?

Владимир Вершинин: И тут, как ни странно, виной не человек. В результате исследования выяснилась почти "детективная история". Оказалось, один из паразитов внедрился как раз в ту часть головастика, где идет формирование конечностей. Зачем паразиту это нужно? Чтобы лягушка как можно скорее попала в клюв к цапле, например. Иными словами, к тому самому конечному хозяину, в котором этот паразит размножается.

В таком случае, как понять, что аномалии возникли из-за вмешательства нас, людей?

Владимир Вершинин: Понимаете, всякий раз это очень индивидуально. Вот вы обращали внимание когда-нибудь, какого цвета глаза у лягушки?

Если честно, нет.

Владимир Вершинин: А вы приглядитесь, они у нее золотистые. Но в совокупности с отдельными факторами трансформации окружающей среды у лягушек могут быть абсолютно черные глаза. И если в каком-то месте встречаешь не одну, а несколько особей с черными бездонными зрачками, это может говорить, что со средой, в которой они обитают, явно не все в порядке. Мы же в последнее время столько бед в природе натворили. Загнали, например, почти все малые реки в городах в трубы под землю, сливаем в эти трубы неведомо что. А где бедолагам лягушкам жить? Они ведь в большинстве своем любят чистую воду.

Владимир Леонидович, а какое самое важное открытие вы для себя сделали, изучая лягушек?

Владимир Вершинин: На самом деле открытий много. У человека ведь общий с лягушками план строения, мы очень похожи. В последнее время мы все чаще обнаруживаем в природе лягушек с половыми отклонениями. Один из вариантов таких патологий, когда у самца в семенниках появляются женские половые клетки вместо сперматозоидов. Если в популяции растет доля самок, для лягушачьего сообщества это даже благо. Когда же особь становится обоеполой или имеет аномалии генеративных органов - это патология. Если проводить аналогию с людьми, то картина вырисовывается противоположная: сегодня ученые с тревогой отмечают, за последние полвека увеличилось число бесплодных пар. А причины физиологических отклонений лягушек и человека часто имеют одну природу. Это среда, в которой все мы живем. А именно обилие органических загрязнений в природе, продуктов переработки углеводородов. Они попадают в атмосферу, в почву, в воду, в пищу. Доказано, что, имея накопительный эффект, они влияют на способность мужчин и женщин иметь детей. То, что нам нужно беречь среду, в которой живем, наглядно всему миру доказала и пандемия коронавируса. Оказалось, что если случается что-то глобально страшное, то бежать нам от этого "монстра" некуда, уж очень на маленькой планете все мы живем. И мы, ученые, давно это поняли, изучая амфибий. Знаете, есть в Екатеринбурге небольшие прудики, где еще каких-то 20 лет назад можно было встретить по три вида амфибий, а сегодня - ни одного. Тихо, незаметно, и перестали квакать лягушки. Человек на самом деле тоже очень хрупкое и уязвимое создание. Не нужно об этом забывать.

Болезни глаз у амфибий

Болезни глаз у амфибий встречаются достаточно часто. Причинами являются метаболические нарушения, несбалансированный рацион, инфекции, травмы и условия окружающей среды. Большинство амфибий нуждаются в хорошем зрении, чтобы охотиться. Развитие катаракт, помутнения роговицы или других патологий, влияющих на зрение, зачастую ведут к смерти от голода.

Выбор антибиотика лучше всего основывать на данных посева. Рекомендуется также применять местные средства, учитывая, что из-за повышенной проницаемости кожи, они также будут оказывать системное влияние.

Липидоз роговицы у лягушек

Липидоз роговицы или жировая кератопатия, был отмечен у многих видов лягушек. Признаком является помутнение роговицы вследствие отложения холестерола. Конкретные места отложения липидов могут варьировать — поражение может начинаться с края роговицы и распространяться к ее центру или выглядеть в виде вертикальной линии на роговице. Помутнения могут оставаться плоскими или формировать приподнятые нерегулярные очаги.

Поражения, связанные с дегенеративными изменениями, варьируют от ограниченных участков помутнения до плотных чешуек, пронизывающих поверхностные и глубокие слои роговицы. На ранних стадиях болезнь проявляется в виде отложений мелких кристаллов, поблескивающих при обследовании с увеличением. У большинства больных лягушек отмечалось повышенное содержание холестерола в крови. Обычно болезнь носит системный характер, отложения холестерола также наблюдаются в других органах и тканях, помимо роговицы.

Обычно лягушек, содержащихся в террариумах, кормят сверчками или голыми мышами, которые содержат больше холестерола, чем их добыча в природе. Лечение липидоза роговицы у лягушек обычно неэффективно и направлено на уменьшение повреждений, а также корректировку диеты (кормление пойманными в природе насекомыми и скармливание мелких амфибий или рептилий вместо голых мышей или скармливание высокобелковой пищи — дустированных витаминно-минеральными подкормками цыплячьих сердец и земляных червей). Применение блокаторов холестерола требует больших клинических исследований.

Липидоз роговицы встречается у многих видов, в том числе у австралийских голубых квакш (Pelodryas caerulea), которые в природе зачастую нагревают свое тело до температуры 39оС, а в неволе лишены такой возможности, что отрицательно влияет на жировой обмен.

Панофтальмит у амфибий

Панофтальмит — воспаление всех тканей глаза — зачастую связан с системными заболеваниями, например, при аэромонозе. При септицемии также часто наблюдается конъюнктивит. Воспаление внутри глаз чаще всего является результатом проникновения септических частиц из первичного очага в сосуды глаза. В этом процессе также могут быть задействованы токсины бактерий и аутоантитела. Панофтальмит у амфибий зачастую ассоциирован с плохими условиями содержания.

Кератит у амфибий

Зачастую у лягушек наблюдаются помутнения роговицы от легкого диффузного до глубокого очагового, которые не являются следствием липидоза. Причины появления этих помутнений пока не установлены и носят множественный характер. В некоторых случаях определенную роль играет длительное облучение ультрафиолетом. Обычно поражения отмечаются на одном или обоих глазах лягушек. Роговица приобретает вид матового стекла, что особенно хорошо заметно при исследовании щелевой лампой.

При прогрессировании болезни, роговица глаза лягушки может оставаться гладкой или становиться шероховатой. В некоторых случаях, в процесс вовлекается значительная часть роговицы, вследствие чего лягушки теряют способность видеть и, следовательно, охотиться. Лечение не разработано.

Язвенный кератит у амфибий

Язвенный кератит у амфибий отмечается относительно редко. Причиной чаще всего является травма или инфекционный процесс, иногда этиология остается неизвестной. Несмотря на лечение, заболевание во многих случаях быстро прогрессирует. Для лечения язвенного кератита у лягушек применяют местно антибиотики и противогрибковые препараты. В тяжелых случаях на глаз накладывают заплату из цианоакрилата.

Катаракты у амфибий

Паразиты глаз у амфибий

В глазах взрослых лягушек, сирен, тритонов, а также у головастиков, были обнаружены сосальщики диплостомы и клиностомы. Церкарии проникают через кожу амфибии и мигрируют в мозг. При проникновении через роговицу, церкарии стремятся затем попасть в мозг через глазной нерв, вызывая воспалительные изменения в глазу. Хрусталик остается неповрежденным.

Новообразования глаз у амфибий

Новообразования глаз у амфибий встречаются редко. Амфибии в целом менее подвержены развитию злокачественных опухолей, чем остальные группы позвоночных, частично благодаря своей удивительной особенности восстанавливать здоровые ткани.

Глаукома у амфибий

Глаукома у амфибий встречается редко. Описан случай у одной серой жабы (Bufo bufo), когда пришлось сформировать искусственную мигательную перепонку, поскольку животное не могло полностью втягивать глаз в орбиту.

Лечение заболеваний глаз у амфибий

Лечение повреждений глаз у амфибий нужно начинать немедленно после постановки диагноза. В некоторых случаях оно может ограничиваться поддерживающей терапией, в других необходимо агрессивное медикаментозное лечение. При подборе метода учитывают условия кормления и содержания животного, вид и возможную реакцию на частые контакты с человеком. При подозрении на системное заболевание назначают антибиотики. Выбор антибиотика лучше всего основывать на данных посева. Рекомендуется также применять местные средства, учитывая, что из-за повышенной проницаемости кожи, они также будут оказывать системное влияние.

КАКУЮ ОПАСНОСТЬ МОГУТ ПРЕДСТАВЛЯТЬ ЛЯГУШКИ?

Амфибии, находящиеся в ухоженном аквариуме или террариуме, за которыми владелец наблюдает через стекло, разумеется, вызвать аллергии не могут. Некоторую опасность представляет непосредственный контакт с ними. Знаете, откуда пошла легенда, что лягушек надо помещать в крынку с молоком, чтобы оно не скисло? Выделяемая ими слизь содержит биологически активные вещества, обладающие бактерицидными свойствами. Теоретически они способны вызывать аллергию, но практически это происходит в редчайших случаях. А некоторые амфибии продуцируют ядовитые вещества, опасные не только для бактерий. С их помощью они защищаются от хищных животных. Например, испуганная или раненая серая жаба покрывается капельками ядовитого секрета, содержащего буфотенин и буфогенин, который выделяют ее многочисленные кожные железы и две крупные околоушные железы - паротиды. Этот секрет белого цвета, жгучий и едкий на вкус, вызывает отравление у мелких хищников, а у человека -воспалительные процессы при попадании на поврежденную кожу или слизистые оболочки. Если секрет попадет на слизистую оболочку глаза, то иногда приводит не только к сильному раздражению, но и к головной боли. Краснобрюхая жерлянка при опасности показывает свое яркое брюшко и замирает, пока опасность не минует. Поза угрозы рассчитана на врагов, сопоставимых по размеру с жерлянкой. Ее кожные железы выделяют пенистый секрет - фринолицин, который более ядовит, чем секрет обыкновенной жабы. У схватившего жерлянку хищника этот яд приводит к разрушению эритроцитов крови.

Средневековые врачи прописывали своим пациентам толченых жаб и лягушек, а южноамериканские индейцы получали из древолазов яд, которым смазывали кончики стрел. Не исключено использование этого вещества в современной медицине; ученые подумывают и о применении буфотенина.

Однако любители заводят амфибий не для этих целей. Даже ребенок вряд ли додумается до того, чтобы укусить жабу! При домашнем содержании бесхвостые земноводные довольно быстро приручаются и не реагируют на человека как на опасность. Владельцу амфибий достаточно не тереть грязными руками глаза, не облизывать их и вообще - мыть руки с мылом после обращения со своими любимцами. Как говорилось выше, даже ядовитых тропических лягушек можно безбоязненно брать в руки: яд действует, лишь при попадании в кровь. Одна из самых распространенных в неволе лягушек, шпорцевая, названа так совсем недаром: она может поранить руку при неосторожном обращении. Эта лягушка неядовита, но даже мелкие царапины у аллергиков заживают медленно и сопровождаются местным воспалением. Поэтому обращаться с лягушками следует весьма аккуратно.

Во влажной среде террариума могут разводиться плесневые грибки, такие как аспергилл, пеницилл и др. Их споры - значительно более серьезный аллерген, чем сами амфибии. Отсюда вывод - за своими любимцами нужно следить, поддерживая влажность, вовремя чистить то помещение, в котором они содержатся, и убирать гниющие вещества.

Конец лягушек и жуков. Почему вымирают амфибии и насекомые и чем это грозит человечеству?

Массовое вымирание, вызванное главным образом человеческой деятельностью, затрагивает не только крупных и красивых млекопитающих вроде тигров и панд, но и множество других видов. Под угрозой исчезновения находится каждый третий вид амфибий, а количество насекомых в лесах Германии снизилось вчетверо за последние 30 лет. Биолог, автор телеграм-канала «Бар „Чокнутный натуралист“» Всеволод Рудый рассказывает о том, как исчезновение насекомых может привести к гибели большей части экосистем Земли и почему изучение медуз и редких пауков привело к революции в генной инженерии и лечении последствий инсульта.

На эмблеме WWF — крупнейшей в мире природоохранной организации — красуется панда. Если спросить жителей России, каких животных охраняют в нашей стране, подавляющее большинство вспомнит амурских тигров и дальневосточных леопардов. Люди, следившие за лесными пожарами в Австралии, больше всего переживали за коал. При мысли о фауне Бразилии на ум приходит ягуар, а дикая природа Африки прочно ассоциируется с жирафами и слонами. Этих животных знают и любят все. Их внешность и поведение кажутся людям красивыми, величественными, милыми или смешными. Их образы воспеты в творчестве: кто не помнит, скажем, тигра Шерхана и льва Симбу? Многие из них и вовсе превратились в символы, расположившись на флагах и гербах. Все перечисленные выше существа — настоящие любимчики человечества. Экологи называют такие виды харизматичной мегафауной , значение такого термина, думаю, очевидно. Природоохранные организации частенько используют их представителей в своих кампаниях — неудивительно, что люди охотно жертвуют на охрану существ, знакомых им с детства. В основном в эту группу входят крупные млекопитающие и изредка птицы — например, орлы или американские кондоры.

Однако такие виды составляют лишь крохотную часть мирового биоразнообразия.

Зачастую, пока внимание всего мира приковано к проблемам тигров и львов, где-то «за кадром» бесследно исчезают целые таксономические группы. У этих существ нет «голоса» в виде журналистов. За них некому заступиться: большинство людей считают их скучными, отвратительными, а то и просто вредными.

Зачем человечеству нужна «неприглядная» часть биосферы, какие животные находятся в наибольшей опасности и может ли сохранение мегафауны помочь и другим видам тоже? Давайте разбираться.

Последняя песня квакши Раббов: что история маленькой лягушки рассказывает о проблемах амфибий во всём мире

За два года до этого случилось другое, не менее печальное событие. В Ботаническом саду Атланты тихо угас Крепыш (Toughie) — последний известный представитель квакши Раббов (Ecnomiohyla rabborum), вида небольших тропических лягушек из Южной Америки. Он был пойман в 2005 году в ходе операции по спасению редких амфибий Панамы вместе с еще несколькими особями своего вида. Но попытки разведения не увенчались успехом: в 2009 году умерла последняя самка, и Крепыш остался один. Он прожил весьма долгую по лягушачьим меркам жизнь — минимум 12 лет. За это время он успел поучаствовать во многих природоохранных проектах, таких как фильм «Гонка на вымирание» Луи Сайхойоса и проекте «Фотоковчег» Джоэла Сарторе, фотографа National Geographic.

Незадолго до ухода в иной мир лягушонок успел порадовать изучавших его людей, спев брачную песню и дав возможность сохранить ее в веках. Несмотря на это, по сути, он пел для никого: ни одной самки, способной прийти на зов и произвести на свет головастиков, в мире больше не было.

Может быть интересно

Откуда взялся патогенный штамм — доподлинно неизвестно. Так, его обнаружили на коллекционном экземпляре американской лягушки-быка (Lithobathes catesbeianus), добытого в 1978 году. Но, скорее всего, в США он попал со шпорцевыми лягушками (Xenopus) из Африки. Мало того, эти амфибии являются довольно популярными домашними животными — до 1960-х годов их еще и использовали в качестве теста на беременность! Это не шутка: добавление мочи беременной женщины, содержащей определенные гормоны, в аквариум заставляет лягушек метать икру. Неудивительно, что спрос на этих животных был колоссальным. Сами шпорцевые лягушки не умирают от зловредного патогена: скорее всего, в процессе эволюции они научились сосуществовать. А вот у других видов приспособиться зачастую не выходит. Заражая жертву, грибок начинает расти внутри ее кожи, из-за чего та постепенно ороговевает. Для амфибий кожа очень важна: через нее осуществляется значительная часть дыхания, а также выделения и других процессов. В итоге зараженная амфибия медленно, но верно задыхается и погибает от отказа почек. Попутно грибок выделяет в окружающую среду зооспоры — подвижные клетки, заражающие следующего носителя. Контагиозность просто поразительна: чтобы заразиться, другой лягушке достаточно просто поплавать в той же воде, где плавала больная особь, или даже пройти по одной и той же почве!

Заражение амфибий хитридиомикозом считается самой масштабной эпизоотией, известной человечеству.

К тому же выяснилось, что у грибка есть собрат — Batrachochytrium salamandrivorans, поражающий преимущественно хвостатых амфибий (тритонов и саламандр). Исследования показали, что этот дуэт так или иначе затронул популяции около 30% всех амфибий мира (всего человечеству известно около 8000 видов). Среди них были и квакши Раббов, так и не сумевшие спастись от этой напасти. Некоторые виды оказались устойчивы к хитридиомикозу, но мы всё еще понятия не имеем, как спасти от неизбежного вымирания остальных. Более того, это не единственная угроза для лягушек, тритонов и жаб.

Сведение лесов под горнодобывающую промышленность и плантации масличных пальм, вылов ради употребления в пищу и использования в народной медицине, применение пестицидов — всё это привело к тому, что около трети всех видов амфибий имеют статусы «угрожаемый», «критически угрожаемый» и «вымерший».

Это огромная цифра. Для сравнения: у птиц такие статусы имеют 12% всех видов, а у млекопитающих — 23%. И эта цифра только растет: ученые буквально не успевают описывать новые виды амфибий до того, как те канут в Лету. Речь идет уже не о вымирании отдельных видов — на наших глазах и по нашей вине исчезает целый класс животных. Помимо прочего, амфибии играют важную роль в экосистемах, регулируя численность насекомых, в том числе кровососов и переносчиков болезней вроде малярийных комаров и мошек, а также сотен вредителей сельского хозяйства. Мир без лягушек нам определенно не понравится. Но сможем ли мы услышать их голоса прежде, чем те пропоют нам последние песни?

Не жужжи: что такое «насекомопокалипсис» и чем он грозит человечеству

Насекомые — еще одна систематическая группа, не особо любимая человечеством. Обычно мы замечаем шестиногих только тогда, когда те поедают нашу пищу, сосут кровь и лезут в палатку во время летнего отдыха. Однако «незаметный» еще не значит «бесполезный», более того, насекомые — одни из самых важных живых существ на планете.

Джон Бёрдон Сандерсон Холдейн, основоположник современной генетики, однажды заметил: «Создатель, должно быть, безмерно любил жуков». И верно: на свете существуют почти 400 тысяч видов одних только жуков, или жесткокрылых (Coleoptera). А ведь ими класс насекомых не ограничивается — эти крохотные труженики экосистем есть везде, и они выполняют работу, без которой всем живым существам пришлось бы очень туго.

Насекомые опыляют растения, позволяя плодам созревать, поедают мертвую органику, не давая нам утонуть в горах трупов и навоза, и служат основой пищевой цепочки в большинстве экосистем. Они появились на Земле примерно 400 млн лет назад, в девонском периоде — и с тех пор наша планета уже не была прежней. Но сейчас энтомологи по всему миру начали регистрировать печальную динамику: численность многих видов стремительно и неуклонно снижается. Это явление получило название «насекомопокалипсис». Первыми тревогу забили ученые из Германии. На протяжении 27 лет — с 1989 по 2016 год — они собирали летающих насекомых специальными ловушками в 60 точках по всей стране, чтобы оценить биомассу букашек.

Результаты оказались шокирующими: в последние годы численность шестиногих снизилась на 75%!

Самым тревожным было то, что исследования проводились в заповедниках: то есть вымирание происходило даже там, где природа строго охраняется. Причина происходящего была совершенно непонятна: смертность насекомых не удалось связать ни с погодой, ни с использованием того и иного ландшафта человеком, ни с особенностями конкретного биотопа. Выводы подобных исследований в других частях света тоже неутешительны. Так, в Пуэрто-Рико убыль популяций за 35 лет составила, по разным оценкам, от 75% до 98%. Наконец, было проведено более масштабное исследование, включавшее в себя данные с 1766 точек по всему миру. Оно показало, что многие виды действительно убывают в численности со скоростью примерно 9% в десятилетие. В основном это коснулось летающих насекомых.

Одна из возможных причин — световое загрязнение: всем известно, как ночные бабочки и другие членистоногие летят на свет. Это нарушает жизненный ритм насекомых, сокращая время на добычу пищи и размножение. Позитивная динамика была отмечена только у водных насекомых, наподобие жуков-плавунцов или водяных клопов. Увы, это не компенсирует потери среди наземных видов; более того, многие насекомые, развивающиеся в воде (поденки, комары), имеют летающие взрослые стадии.

Значение происходящего трудно переоценить. При всех тех проблемах, которые приносят человечеству букашки, без них миру, который мы знаем, просто придет конец. Взять хотя бы опылителей: три четверти выращиваемых сейчас на земле сельскохозяйственных культур зависят от них напрямую. Конечно, мы можем опылять посевы искусственно, но это куда более затратно, чем позволить пчелам и шмелям выполнять свои прямые обязанности. Да и кто в отсутствие насекомых будет «обслуживать» миллиарды диких видов?

Стоит убрать опылителей из экосистем — и планета очень быстро лишится большей части зеленого покрова. А затем в Лету канет подавляющее большинство других животных — от мышей и синиц до коров и слонов.

Пока что мы не до конца понимаем точные причины «насекомопокалипсиса», но, скорее всего, они такие же, как и для многих других видов: уничтожение среды обитания, повсеместное использование пестицидов, изменение климата…

Без шестиногих тружеников и человечество, и мир в целом обречены — словно муха, столкнувшаяся с лобовым стеклом.

Лилипуты в тени Гулливеров: почему заботы о мегафауне недостаточно, чтобы сохранить экосистемы

Несмотря на упомянутые выше проблемы, сохранение харизматичной мегафауны и мелких видов не противоречат друг другу. Наоборот, в некоторых случаях гиганты помогают сохранению «невидимок». Так, американский белоголовый орлан (Haliaeetus leucocephalus), вместе с другими хищными птицами пострадавший от повсеместного применения пестицида ДДТ в прошлом веке, был выбран «лицом» кампании за запрет этого химиката. Сыграв на патриотических чувствах американцев, экологи добились своего: пестицид вывели из употребления, популяция орланов восстановилась так успешно, что сейчас этот вид уже не считается уязвимым, а сотни других видов, пострадавших от ДДТ, тоже вздохнули с облегчением. В заповедниках и национальных парках, где охраняют, скажем, ягуаров и амурских тигров, может вздохнуть спокойно и другая фауна: птицы, рыбы, амфибии, мелкие млекопитающие… Однако это работает далеко не всегда. Для сохранения вида необходимо как минимум знать его жизненный цикл: где он живет, чем питается, какие условия нужны ему для размножения.

Количество исследований, посвященных харизматичной мегафауне, огромно — мы знаем о жизни этих существ практически всё. В то же время в коллекциях зоологических музеев и институтов до сих пор хватает видов, известных буквально по одному экземпляру. Их никто не встречал с момента описания, а значит, никто даже не знает, существуют ли они до сих пор в дикой природе.

У нас нет абсолютно никаких данных об этих существах. Естественно, осуществлять внятную природоохранную деятельность с такими вводными данными невозможно. Но пока проекты по сохранению «непрезентабельных» видов отчаянно пытаются найти финансирование, которое, как магнит, оттягивают на себя «харизматики», их подопечные просто тихо исчезают прежде, чем у ученых появляется возможность узнать их получше. Зачастую новые виды, будучи только описанными, уже получают охранный статус.

Например, удивительного дьявольского геккона (Uroplatus finaritra), обнаруженного на Мадагаскаре в 2019 году, сочли вымирающим (Endangered) из-за браконьеров, вылавливавших ящериц на продажу еще до того, как вид получил научное описание. А стеклянную лягушку (Nymphargus manduriacu) из эквадорского частного заповедника сочли критически уязвимой (Critically Endangered) — всё из-за австралийской шахтерской компании BHP Hillinton, буры которой уже готовы пронзить леса вместе со всеми вымирающими видами.

Проблема касается не только рептилий и амфибий. Так, в марте 2019 года группа орнитологов из Сингапура и Индонезии впервые за 80 лет посетила тропический остров Ниас, расположенный неподалеку от Суматры и относящийся к так называемым Западным Суматранским островам. Их целью было выяснить таксономический статус нескольких видов местных птиц, а заодно оценить состояние островных экосистем.

Благодаря изоляции от внешнего мира тропические острова часто становятся домом для эндемиков — уникальных существ, не встречающихся больше нигде в мире. В качестве примеров можно вспомнить знаменитую птицу додо и галапагосских черепах. Оказалось, что из 60 с лишним видов и подвидов птиц, потенциально эндемичных для Западных Суматранских островов, 43 действительно являются таковыми, а 23 и вовсе встречаются только на Ниасе. Сюда вошли, например, кукушковая горлица (Macropygia [modigliani] modigliani), хохлатый змееяд (Spilornis [cheela] asturinus) и уникальная популяция малайской неясыти (Strix [leptogrammica] niasensis), отличающаяся от других размерами, голосом и деталями окраса, а значит, потенциально заслуживающая выделения в новый вид.

Более того, орнитологи отметили пять видов ранее не встречавшихся здесь птиц, а также обнаружили крупнейшую в мире популяцию серебристого голубя (Columba argentina) — минимум 50 особей. Этот вид крупных лесных голубей настолько скрытен и редок, что во второй половине XX века многие ученые были уверены в его вымирании.

Однако не всё так радужно. Леса на Ниасе, как и по всей Юго-Восточной Азии, были практически полностью уничтожены в угоду каучуковым плантациям. Крошечные участки деградирующих природных лесов сохранились лишь на крайнем севере и востоке острова, а значит, виды, которые не смогут приспособиться к антропогенным ландшафтам, уже обречены на погибель.

Более того, ряд эндемичных видов и подвидов птиц вовсе не был обнаружен в дикой природе: сюда вошли, например, местные подвиды оранжевобрюхого трогона (Harpactes oreskios nia) и краснокрылого желтохохлого дятла (Picus puniceus soligae). Хотя исследователи и не делают преждевременных выводов о полном вымирании этих таксонов, вероятность этого очень велика.

К сожалению, подобные случаи не редкость. Один из самых показательных — история лоанского свистуна (Telmatobius dankoi) , забавной пучеглазой лягушки, обитающей в одном-единственном ручье посреди чилийской пустыни Атакама. Вернее, обитавшей: когда в июне 2019 года герпетолог Андрес Шарье с коллегами решил провести очередной мониторинг популяции свистунов, оказалось, что ручей пересох. Произошло это отнюдь не из-за природных процессов: воду незаконно отвели к полям и шахтам, причем, судя по состоянию растительности, еще весной.

Спустя три дня непрерывных поисков команда выловила из грязной стоячей лужи 14 последних, чудом выживших особей.

Лягушки были тощими и полумертвым, словно узники концлагеря, казалось, на этом история вида заканчивается.

К счастью, из 14 особей, доставленных в зоопарк, 12 выжили и даже дали потомство — целых 180 головастиков. Но до счастливого конца еще далеко, ведь единственное местообитание свистунов уничтожено и непонятно, получится ли вернуть воскрешенную популяцию в природу. А между тем подобные свистуну виды, забытые человечеством, всё так же продолжают стремительно исчезать. Со свистом.

Вместо послесловия: сокровищница для человечества, или Скрытая польза незаметных видов

В 1960-1970-х годах японец Осаму Симомура, работавший в Принстонском университете, выделил из медузы эквореи (Aequorea victoria) два флуоресцентных белка — экворин и GFP (Green Fluorescent Protein), он же зеленый флуоресцентный белок . В 1994 году в журнале Science были опубликованы исследования Мартина Чалфи, заставившего этот белок работать в клетках кишечной палочки (Escherichia coli). Оказалось, что GFP невероятно удобен для использования в генной инженерии: грубо говоря, если присоединить ген, отвечающий за его работу в клетке, к другой молекулярной последовательности, которую нужно встроить в ДНК организма, можно легко понять, была ли попытка введения генов успешной. Если светящийся белок появился в клетках и органах — значит, и он, и остальные последовательности встроились куда надо.

Исследования Чалфи и Симомуры были подтверждены независимыми опытами Роджера Тсиена, и за свое открытие все трое были удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине в 2008 году.

В 2017 году австралийские ученые, исследовавшие биохимию яда одного из местных пауков (Hadronyche infensa), обнаружили в нем так называемый пептид Hi1a . Введение этого вещества в желудочки мозга крыс, страдающих от гибели нейронов после инсульта, позволило существенно снизить область некроза. За счет блокады калиевых каналов в клетках пептид улучшал ситуацию не только в периинфарктной зоне (области медленного отмирания клеток), но и в зоне центрального некроза, где нейроны отмирают почти мгновенно. Что самое удивительное — препарат был эффективен при введении через восемь часов после тромбоза артерии. Если бы эти виды вымерли, в распоряжении человечества не оказалось бы двух веществ, способных кардинально изменить нашу жизнь к лучшему. В историях паука и медузы кроется ответ на вопрос о том, для чего биологическое разнообразие нужно и самим людям.

Помимо участия в глобальных биологических процессах даже самые «неприметные», «страшные» и «отвратительные» виды таят в себе удивительные свойства, способные сослужить нам добрую службу.

Читайте также: