Davydov D, Meshchersky I, Feoktistova N. | Novinky ze světa obojživelníků | Noviny Biologie č. 45/2002

K rozmnožování mnoha druhů ropuch a žab dochází ve stavu, kdy samec tak či onak pevně uchopí samici (amplexus). Tento stav lze nazvat „páření“, i když oplodnění je v tomto případě vnější. Video níže (jedna a půl minuty) ukazuje tento stav, zatímco moderní přírodovědci se snaží odtrhnout samce od samice a jsou překvapeni silou samcova boje.

K této otázce mě přivedla zmínka o pokusech se žábami a ropuchami od Lazzara Spallanzaniho (1729 – 1799, známý především svými pokusy zaměřenými na prokázání nemožnosti samovolného generování bakterií).

“ „Jaký je důvod této silné a vytrvalé touhy ropuchího samce držet samici tímto způsobem? divil se a překvapení nad touto podivnou událostí vedlo jeho vynalézavý mozek k experimentům s neslýchanou krutostí.“

„A tento šílený kněz během kopulace usekl ropuši zadní nohy – ale to zvíře neoslabilo boj, do kterého ho příroda tlačila. Spallanzani přemýšlel o svém bizarním experimentu. „Taková vytrvalost ropuchy,“ rozhodl, „je méně důkazem tlumeného citu než zápalu vášně.“

Hledání podrobnějšího popisu Spallanzaniho experimentů vedlo k článku z roku 1945, jehož úvod podrobně popsal historii vědeckého studia otázky v názvu. Níže je uveden stručný popis.

1663, Robert Boyle

Byl jedním z prvních, kdo studoval chování žab, kterým byl odebrán nebo zničen mozek. Je ukázán význam mozku při udržování důležitých životních funkcí, jako je srdeční tep, dýchání a pohyb.

Osmnácté století

Článek zmiňuje, že Eckhardova recenze z roku 1883 popisuje experimenty jiných vědců té doby.

1786, Lazzaro Spallanzani

„Ukázal, že během období rozmnožování vydrželi stahující samci žab a ropuch těžké zmrzačení těla a zadních nohou, ale samici nepustili. Když byli od samice násilím odděleni, tito zmrzačení samci by samici znovu sevřeli. Spallanzani usekl hlavu svírajícím samcům a zjistil, že zůstali ve stavu amplexu několik hodin a že se oddělili, až když se blížila smrt. Nejméně ve dvou případech byla vejce snesena, když samci bez hlavy sevřeli normální samici. Bezhlaví samci oplodnili vajíčka a vytvořili životaschopné pulce.“

1824, Květiny

Jako první ukázal, že odstranění předního mozku vede ke ztrátě všech spontánních pohybů. Odstranění pouze jedné hemisféry přitom nezpůsobilo viditelné změny v chování.

1825, Desmoulins

Ukázalo se, že žába s odstraněným předním mozkem stále vykazuje spontánní aktivitu. Při plavání pozoroval aktivitu žáby s odstraněným mozkem. Ukázal také, že žáby bez mozku nejsou slepé, protože dokážou přeskočit mezeru.

1846, Patton; 1866, Vulpian; 1869, Goltz; 1870, Onimus; 1885, Steiner; 1899, Stroud

Flourensova pozorování byla potvrzena. Vulpian pozoroval, že samci s odstraněným předním mozkem sevřou samici, ale tyto výsledky interpretoval jako náhodnou reakci.

1869, Goltz

Potvrzeny Spallanzaniho pokusy o vytrvalosti samců uchopujících samici. Zjistil, že úchopový reflex lze vyvolat stimulací kůže na hrudi a břiše, a muži dokonce chytili experimentátora za prst. Na rozdíl od případu uchopení samice se však samci rychle oddělili od prstu. Samci s odstraněnými mozkovými hemisférami stále rozlišovali prst od samice. Rozdíl mezi prstem a samicí zmizel u mužů s úplně odstraněným mozkem. Potvrzeno Desmoulinsovo pozorování, že žáby bez mozku nejsou slepé.

1884, Vladimir Michajlovič Bechtěrev

Ukázalo se, že odstranění středního mozku nevede k zastavení kvákavého reflexu. Po poškození optických laloků již nebylo možné stimulovat kvákavý reflex.

1885, Steiner

Zjistilo se, že odstranění pláště předního mozku nevede ke ztrátě spontánní aktivity. Spojil spontánní aktivitu s oblastmi mozku pod pláštěm. Také výsledky jsou podobné jako u Bechtěreva.

1887, Ivan Romanovič Tarchanov

Odebráno srdce, plíce, různé části jater, střeva, žaludek, ledviny u samců bez viditelného oslabení úchopu samice. Samci se oddělili, až když se blížila smrt. Odvodnění nebo odstranění semenných váčků vedlo k okamžitému zastavení sexuální aktivity a oddělení od samice. Naplnění semenných váčků vodou nebo mlékem způsobilo pokračující sexuální aktivitu. Konečný důkaz spočíval v přeříznutí všech nervů vedoucích k semenným váčkům. To mělo za následek okamžité zastavení sexuální aktivity. Také experimenty podobné těm Spallanzaniho a Goltze.

1887, Albertoni

Výsledky o významu optických laloků v úchopovém reflexu.

1887, Schrader

Před ním byly všechny experimenty s žábami prováděny bezprostředně po operaci. Nechal ranám čas na zahojení a pozoroval, že spontánní aktivitu lze pozorovat u mužů s odstraněnými předními mozky. Souhlasí s Desmoulinsovými postřehy. Navrhl, že předchozí výzkumníci poškodili diencephalon při odstraňování předního mozku, a to bylo to, co vedlo k nedostatku spontánní aktivity v jejich experimentech.

1905, Loeser

Potvrzeno Schraderova pozorování. Žáby bez předního mozku by mohly chytat mouchy.

1910, Steinach

Pozorováno, že uchopovací reflex byl řízen optickými laloky a prodlouženou míchou. Na rozdíl od Tarchanova ukázal, že sexuální aktivita je spojena s hormony.

1910, Busquet

Ukázalo se, že uchopovací reflex není spojen s vnitřní sekrecí. Veškerou krev nahradil fyziologickým roztokem – nebyl pozorován žádný pokles síly stisku.

1912, Burnett

Poznamenal, že u žab bez předního mozku se spontánní aktivita snižuje, ale že jsou ochotnější chytat mouchy.

1913, Fritz Edinger

V recenzi práce souhlasil se Schraderovými závěry.

1913, Baglioni

Přehled předchozích prací a nových výsledků o úchopovém reflexu. Průchod proudu optickými laloky urychlil reflex. Samci pod vlivem narkózy na očních lalocích vypustili samice.

1931, Blankenagel

Experimenty s ablací předního mozku. Vyvrácení výsledků Schradera a Loesera.

1934, Diebschlag

Také vyvrácení Schraderových výsledků. Schrader zřejmě neodstranil celý přední mozek.

1945, Aronson & Noble

Výsledky článku, který poskytl přehled výše uvedené práce. 946 mužům byly odebrány různé oblasti mozku a poté bylo studováno chování těchto mužů. Výsledky jsou znázorněny na obrázku níže, který ukazuje různé části mozku a jejich vztah k chování samce žáby.

informace

Lester R. Aronson, G. Kingsley Noble, Sexuální chování Anury. 2, Nervové mechanismy řídící páření u samce žáby leoparda, Rana pipiens. Bulletin Amerického muzea přírodní historie; proti. 86, článek 3, 1945.

O Spallanzaniho pokusech se samci žab a ropuch jsem viděl v knize Paula de Cruy Lovci mikrobů, kapitola dvě, Spallanzani. Mikrobi musí mít rodiče (Paul de Kruif, Lovci mikrobů)

Citát byl uveden z této knihy – můj překlad.

Diskuse

doplňující informace

Neurovědci studují mikroprocesor: O Jonase a Cordingově papíruDokáže neurovědec porozumět mikroprocesoru?„Použití moderních neurobiologických metod ke studiu chování mikroprocesorů.

Kde je uložena dlouhodobá paměť?: O článku kanadského vědce Forsdyke ‚Samuel Butler a lidská dlouhodobá paměť: Je skříň prázdná?„Historie studia dlouhodobé paměti. Může paměť existovat mimo mozek?

Felix Hasler: Neuromytologie: O knize. Postoj neuroskeptiků není proti výzkumu mozku, ale proti neopodstatněným očekáváním. Neuropsychofarmakologie a vývoj antidepresiv. Tomografie mozku mrtvého lososa.

Přestože jsou obojživelníci druhově nejmenší třídou suchozemských obratlovců, jejich zástupci jsou pozoruhodně různorodí. Taxonomie obojživelníků je navíc neustále revidována a aktualizována, jsou popisovány nové druhy, často mimořádně zajímavé a neobvyklé. Například vydání „Život zvířat“ z roku 1969 hovoří o 2100 22 druzích a 1998 rodinách, zatímco referenční kniha „Obojživelníci a plazi“ (série „Encyklopedie přírody Ruska“), vydaná v roce 4500, hovoří o 41 XNUMX druzích a XNUMX rodinách představujících třídu obojživelníků na naší planetě. V jiných moderních referenčních knihách nebo materiálech zveřejněných na internetu na webových stránkách vědeckých a vzdělávacích institucí můžete najít další údaje o rozmanitosti obojživelníků – v závislosti na názorech jejich kompilátorů, batrachologů. Je však poměrně obtížné získat podrobné informace o nových principech taxonomie, nově popsaných druzích a dříve neznámých rysech biologie proteů a mloků, kuňek ohnivých, ropuch a dalších obojživelníků. Nejprve jsou takové informace publikovány ve specializovaných vědeckých časopisech a odtud se dostávají na stránky publikací určených širokému okruhu čtenářů. Publikace, především zahraniční. Co se dá dělat, naprostá většina druhů obojživelníků žije v tropech, daleko za hranicemi Ruska. To je však nečiní méně zajímavými. A dnes vám nabízíme nové informace o dvou druzích – obyvatelích daleké Austrálie.

Zahrabaná žába s hroty

Samotný fakt existence obojživelníka nesoucího jméno obří hrabavá žábaNebo sovy žáby (Heleioporus australiacus), je obtížné zařadit mezi novinky. Vědecký svět se o tom dozvěděl již v roce 1795 – sova žába se stala druhým oficiálně popsaným druhem australských obojživelníků. Za posledních dvě stě let se však množství informací o biologických rysech tohoto živočicha samozřejmě značně zvýšilo.

Obří hrabavé žáby

Podle moderní klasifikace je sova žába zástupcem čeledi myobatrachidů (Myobatrachidae), samostatná skupina bezocasých obojživelníků, endemická pro australské biogeografické království (které zahrnuje, jak známo, Austrálii, Tasmánii a ostrovy Nová Guinea). Obrovskou hrabavou žábu však najdeme jen v relativně malé části tohoto království, a to na jihovýchodě australského kontinentu.

Slovo „obr“ při použití tohoto obojživelníka působí jako jasná nadsázka – délka těla dospělých samců sovy žab je asi 10 cm, samice jsou ještě menší. I druhy naší fauny – žába jezerní a ropucha obecná – mohou v jižních oblastech svého rozšíření dosáhnout téměř dvojnásobné velikosti. Takže tohoto obojživelníka lze považovat za „obra“ pouze mezi ostatními myobatrachidy – pro zástupce této rodiny je délka 12 cm považována za největší. Sýček si však přídomek „hrabat“ zaslouží: stejně jako naše ropuchy česnekové tráví den v norách, které si vyhrabává vlastními tlapami v půdě. V období dešťů jsou tyto nory obvykle mělké – jen proto, aby se skryly před zraky predátorů. Ale za suchého počasí, kdy podzemí pomáhá sovám šetřit vlhkost, může se zavrtat 25–30 cm a pravděpodobně hlouběji. A konečně, obří hrabavá žába dostala své další jméno, „sova“, pro svůj specifický křik při páření, který připomíná houkání sovy.

Žába sova je zbarvena do modrošedých nebo hnědých tónů a v koutcích tlamy vynikají jasně žluté skvrny. Kůže obojživelníků je pokryta četnými malými bradavicemi s malými černými jehličkami uprostřed. Kromě toho mají samci na prstech u nohou ostré jehly a zvláště dlouhé trny se nacházejí na spodní části každého palce.

Tyto jehly nejsou jen ozdobou. Mohou být použity jako zbraně, schopné rozřezat i lidskou kůži. To vědci, kteří studují žáby a zacházejí s nimi, vědí velmi dobře. Ale proč jsou jehly na tlapkách výsadou samců? Potřebují ženy méně ochrany?

Nutno podotknout, že obří hrabavé žáby disponují celou řadou ochranných prostředků proti nepřátelům. Za prvé, když se polekají, nasají vzduch do plic a nafouknou se téměř na dvojnásobek své normální velikosti. Také se zvedají na tlapách: menší predátor se může dobře rozhodnout, že taková oběť je pro něj příliš velká a obojživelníka nechat na pokoji. Mimochodem, naše ropuchy šedé často dělají totéž.

Hrozivá pozice sovy žáby

Pokud trik s nafukováním nezabere, sova žába začne aktivně vylučovat lepkavý bílý sekret ze svých kožních žláz, které pokrývají její tělo. Jeho složení zatím nikdo nezkoumal, ale s největší pravděpodobností, pokud není toxický pro obratlovce, pak je přinejmenším žíravý a chuťově nepříjemný, aby dravec, který obojživelníka popadl, pocítil touhu ho co nejrychleji vyplivnout. Konečně, když je žába napadena, začne vydávat pronikavý křik, podobný žalostnému křiku kočky, ale mnohem hlasitější. Nečekaný, ostrý a hlasitý zvuk vyděsí predátora – často je to hlavní zbraň, která zachrání život sovy žáby. Všechny tyto způsoby ochrany jsou vlastní samcům i samičkám obří žáby hrabavé a zjevně ve většině případů postačují. Proč tedy mají samci také dlouhé páteře?

Sýček je suchozemský obojživelník, který navštěvuje vodní plochy pouze v období rozmnožování. Zbytek času tráví v lese a nachází se na vlhkých i velmi suchých místech – pokud je tam půda vhodná k hloubení nor. Pulci tohoto druhu se ale vyvíjejí, stejně jako většina ostatních obojživelníků, ve vodě. Ale sovy žáby kladou vajíčka na souši, i když velmi blízko vody. Obvykle si k tomu samec vyhrabe na břehu malou díru, ale jako kolébka může posloužit i přirozená prohlubeň v půdě nebo mezi kameny na okraji vody – na takových místech je mnohem méně predátorů, kteří si chtějí pochutnávat na žabích vejcích. K rozmnožování v norských žabách dochází v období dešťů a je proveden výpočet, že vylíhlí pulci, kteří jsou stále obtížnější k jídlu než nehybná vejce, budou spláchnuti do nádrže proudem dešťové vody.

Pulec obří hrabavé žáby

Místo pro kladení vajec si vybírá samec. Poté, co vykopal díru nebo našel vhodné místo, začne volat budoucí dámu svého srdce stejným párovým výkřikem, který připomíná houkání sovy, pro které tito obojživelníci dostali své jméno. Pokud se samice přiblíží a oblíbí si kolébku, spáří se se samcem a naklade do prohlubně 750 až 1200 vajíček. Pokud zjistí, že podmínky pro vývoj vajíček nejsou zcela vhodné, odejde do oblasti sousedního samce.

Aby mohli zanechat potomky, samci sovy tedy potřebují nejen najít dobré místo, ale také je umět bránit před zásahy soupeřů. Zúčtování obvykle nepřekračuje to, co je pozorováno u mnoha jiných bezocasých obojživelníků, kteří tvrdí, že si chrání svá individuální území: dvě žáby začnou hlasitě křičet a ta, jejíž křik je méně intenzivní, přiznává, že byla poražena.

Pokud jsou však pro většinu obojživelníků „ukřičené turnaje“ jedinou možnou formou boje, pak přítomnost vážnějších zbraní u samců sovy – ostrých jehel na nohou – situaci mění. A v případech, kdy si soupeři nemohou navzájem prokázat jasnou převahu v křiku, vstoupí do skutečného boje. Výsledkem jsou hluboké škrábance, které se mohou zanítit a vést k onemocnění a někdy i smrti zvířete. Takové krvavé turnaje jsou ve světě obojživelníků extrémně vzácným jevem.

Inu, pulci obřích hrabavých žab, pokud se vylíhli na vhodném místě a proudy deště je spláchly do jezírka, se začnou krmit a růst, jako všichni ostatní pulci. Vyvíjejí se velmi dlouho, někdy téměř rok. Vylíhnutí pulci jsou asi 8 cm dlouzí a jejich těla jsou již pokryta četnými krátkými jehlicemi.

Problematika poklesu počtu obojživelníků na celém světě vědce dlouhodobě znepokojuje. Několikrát se o tom materiály objevily na stránkách našich novin (Kuzmin S.L. „Vymírají obojživelníci?“ – č. 46/1996, Feoktistova N.Yu.. „Tragédie horských potoků“ – č. 45/1998 a „Kolik nohou mají obojživelníci?“ – č. 44/1999, Semenov D.V.. „Jak můžeme pomoci obojživelníkům a plazům?“ – č. 15/1999). Mizení žab, ropuch a čolků z oblastí se silným antropogenním vlivem není překvapivé. Holá kůže obojživelníků je propustná pro širokou škálu toxických látek, které obvykle saturují prostředí v oblastech intenzivní lidské hospodářské činnosti. Kromě toho se lidé při rozvoji konkrétního území obvykle snaží vyčistit je od takových „neestetických“ prvků, jako jsou trvalé louže a malé rybníky s „blátem“ a bažinatými břehy, bažinaté nebo jednoduše vlhké louky a houštiny keřů a padlé kmeny stromů. A s mizením těchto krajinných prvků mizí i obojživelníci, pro které nezbývají podmínky ani pro život, ani pro rozmnožování. Stává se také, že biotopy dospělých obojživelníků a hnízdiště zůstávají relativně nedotčeny, ale vzniká mezi nimi nepřekonatelná bariéra vztyčená lidskou rukou. Podél břehu jednoho z lesních jezer u Moskvy – místa hromadného rozmnožování ropuch šedých – vede venkovská cesta vedoucí do chatové osady. Dokud byla tato vesnice zahrádkářskou komunitou, jejíž členové se většinou dostali na své pozemky pěšky, lidé ani ropuchy si navzájem nijak zvlášť nezasahovali. Později ale na vesnici začaly jako houby po dešti vyrůstat zděné chalupy a množství aut pobíhajících tam a zpět způsobovalo, že polní cesta připomínala malou dálnici. Několik let po sobě byl pobřežní úsek silnice v dubnu a květnu doslova lemován těly stovek a stovek rozdrcených obojživelníků. A pak se cesta stala „čistší“ – zdálo se, že prostě nezůstaly žádné dospělé ropuchy, které by se ji snažily přejít.

Ale na druhou stranu města, velká města, dálnice a továrny stále zabírají velmi malou plochu povrchu planety. A koncentrace znečišťujících látek není všude kriticky vysoká. Ale i tam, kde je vysoká, často žijí ryby a dopady znečištění pociťují stejně jako obojživelníci. A obojživelníci mizí. Mizí i z míst prakticky nedotčených lidskou činností. Slavní Australané Rheobatrachus (Rheobatrachus), ze stejné rodiny myobatrachidů, se podařilo objevit a popsat jejich úžasný způsob péče o své potomky – nošení vajíček a larev v žaludku! – a začít studovat jedinečný komplex fyziologických adaptací s tím spojených. A to je vše. Více než dvě desetiletí nikdo neviděl jediného živého reobatracha. Žili ale v nezastavěných a čistých oblastech.

Názory vědců jsou rozdělené. Byla vyslovena hypotéza, že obojživelníci jako samostatná skupina obratlovců „vyčerpali“ délku života, kterou jim evoluce přidělila, a „přirozeně“ před našima očima vymírají. A znečištění a ničení biotopů tento proces jednoduše urychlují, takže je viditelný pro oči jedné nebo dvou generací výzkumníků. Hypotéza, musíte souhlasit, je docela vážná – vždyť nikdo zatím neví, jaké příčiny určují právě tento „evoluční limit“ života skupiny, zda vůbec takový limit existuje, a pokud ano, jaký je časový limit „přidělen“ samotnému lidstvu? Jiní odborníci naopak vyzývají „nedělat z krtince horu“ a obecně popírají globální snížení počtu obojživelníků. V antropogenních krajinách se obojživelníci samozřejmě cítí špatně. Ale jinde nemáme co do činění s vymíráním, ale s dlouhodobým kolísáním počtu obyvatel, o jejichž příčinách v zásadě nevíme víc než o příčinách vymírání skupin organismů. Opravdu existují takové příklady: obojživelníci, kteří z některých míst na dlouhou dobu zmizeli a zdálo se, že nenávratně se tam znovu objevili ve stejném počtu. Obecně zůstává otázka otevřená. A v souvislosti s tím naše druhá zpráva.

Tragédie zlatookých žab

Největší zástupci rodiny myobatrachidů, jejichž délka dosahuje 12 cm, jsou pruhované žáby, související s rod Mixophyes. Vyznačují se zadními nohami, které jsou pruhované jako černý a žlutý mramor, a zlatýma očima. Dospělé žáby pruhované žijí stejně jako sovy na souši, jejich larvální vývoj probíhá ve vodě a vajíčka se vyvíjejí až do vylíhnutí pulců, sice v podmínkách vysoké vlhkosti, ale stále na souši. Výrazné rozdíly jsou však i v životním stylu těchto obojživelníků. Žáby pruhované nehrabou díry, ale tráví den sezením na listech v nízké travnaté vegetaci a většinou se nepohybují dále než 20 m od břehu nádrže. Jejich pulci se nevyvíjejí ve stojaté vodě, jako mnoho jiných obojživelníků, ale v tekoucích vodách řek a potoků.

Páření pruhovaných žab

Během období rozmnožování se pár pruhovaných žab, kteří se našli na břehu, aniž by se pustili z objetí, přesunul do vody a začal hledat vhodné místo pro kladení vajec – hladký kolmý břeh (nebo ještě lépe – převislý přes potok). Samice pak začne klást vajíčka, která přistanou na jejích zadních tlapkách. Samec jikry oplodní, načež samice jikry z vody vykopne a míří na hladkou stěnu břehu. Skořápky vajec pruhovaných žab jsou velmi lepkavé a většina z nich zůstává přichycena ke stěně nad vodou. Právě v takových podmínkách dochází k vývoji embryí a malí, ale poměrně dobře formovaní pulci, kteří se objeví o týden později, padají z pobřežní stěny do vody.

Dospělý samec pruhované žáby

V 70. a 80. letech. Ve XNUMX. století začal počet žab pruhovaných (jako mnoho dalších obojživelníků) v Austrálii prudce klesat. Pak z neznámých důvodů zmizela asi polovina známých populací těchto obojživelníků. Tento proces zasáhl nejen zemědělské oblasti (mimochodem, žáby pruhované se mají dobře na plantážích, v houštinách plevelů a dalších místech pod vlivem lidské činnosti), ale také nedotčené lesy. Nyní se zdá, že pokles počtu přeživších populací se zastavil. Žáby pruhované se začínají setkávat v místech, kde nedávno zmizely. Celkově ale zůstává situace nejistá.

Pruhovaný kaviár žáby

Relativně nedávno byl objeven faktor, který může být příčinou úhynu obojživelníků. Ukazuje se, že houba ze skupiny chytridů může parazitovat na jejich kůži – Batrachochytrium dendrobatidis. Usazuje se na tělech obojživelníků a způsobuje letargii, svalové křeče a smrt.

Nejzajímavější je, že většina chytridových hub jsou saprofytické formy a jen relativně malý počet z nich je znám jako parazité mořských řas a vodních bezobratlých. Parazitismus chytridových hub na obratlovcích nebyl vůbec zaznamenán, dokud se uvedená houba nezačala nacházet v tělech mrtvých a umírajících jedinců různých skupin žab a zejména zástupců druhů, které se rozmnožují v tekoucích vodách po celém světě. Proč se houba zabíjející žábu podařilo „chytit“ až nyní? Možná zvýšené ultrafialové záření a chemické znečištění snížilo imunitu obojživelníků vůči útokům tohoto organismu? Neznámý. Dokážou se populace obojživelníků vzpamatovat z takové rány? A tato otázka zůstává nezodpovězena.

Na základě materiálů z časopisu Nature Australia