Почему лягушка прыгает?
Если вы зададите детям этот вопрос, то скорее всего, получите ответ «по земле». И это верно, хотя разные виды лягушек и прыгают, и плавают, и лазают по деревьям, и просто ходят. Но что интересно, у огромной группы бесхвостых амфибий, которую для удобства называют «лягушками», анатомическое строение очень однообразно и консервативно (аж на протяжении последних 150 миллионов лет). И для их анатомии характерны признаки, полезные при передвижении прыжками (в основном это детали строения костей, например, укороченный позвоночник, и многие другие). Ученые задались вопросом, было ли именно передвижение прыжками первым импульсом эволюции и формирования столь большого разнообразия лягушек (их, между прочим, больше, чем видов млекопитающих)?
Аргентинские исследователи проанализировали морфологию скелета как современных, так и ископаемых бесхвостых амфибий, чтобы выяснить, с чего началась их эволюция. Оказалось, что среди самых ранних бесхвостых амфибий не было форм, специализированных к передвижению большими прыжками. Особенности их скелета позволяли поместить их скорее ближе к группе хвостатых амфибий (таких, как саламандры). Значит, начальной, «ключевой» инновацией на пути эволюции были не прыжки, а что-то другое? Что еще общее есть у всех бесхвостых амфибий, чего нет у хвостатых и безногих? Это - особенности их жизненного цикла.
Одним из важнейших общих признаков всех амфибий служит двухфазный жизненный цикл - у них есть личинка, которая достаточно сильно отличается от взрослой формы, живет в воде и в конце личиночной фазы проходит метаморфоз. Но у хвостатых и безногих амфибий личинка в общем и целом похожа на взрослое животное, и метаморфоз у этих животных протекает более-менее постепенно. А вот головастик лягушки радикально отличается от взрослой формы: он имеет другую форму тела, по-другому движется, по-другому питается. Метаморфоз протекает стремительно, сопровождаясь распадом множества личиночных органов.
По сути, головастик – это свободноживущий эмбрион. Зачем эволюции могло быть нужно появление таких обособленных стадий жизненного цикла? Возможно, это результат отбора на быстрое развитие, который действует у стресс-толерантных организмов, приспособленных жить в неблагоприятных и неустойчивых экологических условиях. Например, на рубеже перми и триаса, сразу после знаменитого пермского массового вымирания – а именно тогда, в самом начале триаса был обнаружен первый известный предок лягушки.
Вероятно, импульсом, запустившим эволюцию бесхвостых амфибий, было не передвижение прыжками, а перестройка развития в результате катастрофы и появление необычной личинки-головастика. А потом уже в попытках скомпенсировать ограничения из-за слишком короткого туловища произошли изменения анатомии взрослого животного, которые привели к появлению таких знакомых нам прыгающих лягушек.
Поля, отмеченные знаком *, обязательны для заполнения.