Сердце лягушки зимой останавливается.

Как зимуют лягушки? Сердце лягушки останавливается и запускается вновь весной.

Лоусон Шредер

Rana sylvatica - древесная лягушка зимует на Аляске так: она замерзает зимой до такой степени, что становится похожа на ледышку. Находясь в замороженном состоянии, лягушка не дышит, сердце лягушки и ее кровообращение останавливаются, она не может двигаться.1 Однако с наступлением весны лягушка «оттаивает» и возвращается к нормальной жизни. Весьма маловероятно, что такое умение могло развиться спонтанно, по стечению обстоятельств. Для того чтобы заставить сердце лягушки и ее системы снова функционировать, необходимо задействовать чрезвычайно сложную генетическую программу.

Взрослая особь древесной лягушки, которая в длину достигает всего около 8 см, имеет необычную окраску головы, напоминающую черную маску. Такие лягушки обитают в Канаде и Соединенных Штатах Америки – от Аляски до Алабамы2. На Аляске древесные лягушки живут в самых разнообразных условиях – на пастбищах, в лесах, торфяных болотах3 и тундре4. Древесная лягушка – одна из трех видов лягушек, обитающих за Северным полярным кругом.

Температура тела этого холоднокровного земноводного стремится к температуре окружающей его среды, что характерно для амфибий.5

Лето в национальном парке «Денали», расположенном в самом центре Аляски, – теплое и приятное время года. Это прекрасная среда обитания для древесных лягушек, ведь там много насекомых, которыми они питаются. Однако зимы в этом районе Аляски невероятно суровы: средняя температура января вблизи административного здания национального парка «Денали» достигает –17°C, самая низкая температура составила –48°C.6

Как зимуют лягушки?

Обитающие здесь животные по-разному переживают такие чрезвычайно холодные зимы. Большинство птиц мигрирует в страны с более теплым климатом. Другие животные передвигаются по территории парка, поскольку их тело обладает достаточной теплоизоляцией, защищающей от замерзания. Однако древесная лягушка не избегает холодов и не борется с ними, лягушка зимой остается дома. Еще до прихода зимы ее печень запасается глюкозой. Когда древесная лягушка начинает замерзать, печень выпускает в кровоток большое количество глюкозы7, большая часть которой поступает в клетки тела лягушки и играет роль своеобразного антифриза, предотвращая их замерзание.8

Подготовив свое сердце и все тело к зиме, лягушка находит в земле небольшое чашеобразное углубление, оставшееся от корневища какого-либо растения, для обеспечения теплоизоляции, выстилая его поверхность сухой травой и веточками. Затем лягушка зарывается в свое укрытие и впадает в зимнюю спячку. Снег, покрывающий эту «берлогу», обеспечивает дополнительную теплоизоляцию и защищает зимой лягушку от чрезвычайно низкой температуры.9

У лягушки зимой около 35–45% жидкости в теле замерзает10. Этот внеклеточный лед, в основном, содержится под кожей и между мышцами1. Благодаря этому лягушка становится твердой, как кусок льда! Большинство таких лягушек-ледышек переживают зиму на Аляске в норках, на уровне земной поверхности.11

С приходом весны древесная лягушка заканчивает свое поистине удивительное превращение. Всего за несколько часов замороженное тело лягушки оживает: восстанавливаются нормальное дыхание, сердцебиение, кровообращение, а также работа мозга и всех функциональных систем. Лягушка снова может двигаться, прыгать и спариваться.12

Некоторые приверженцы теории эволюции заявляют, что древесная лягушка – загадка природы – своеобразный Рип Ван Винкль животного мира.13

Необычайная способность древесной лягушки восстанавливаться после замерзания заставляет некоторых ученых верить в то, что и человеческий организм или, по крайней мере, отдельные его органы можно замораживать, а затем возвращать к жизни.13 Возможно это или нет – мы увидим в будущем.

Генетическая программа древесной лягушки была создана таким образом, чтобы позволить ей успешно существовать в условиях экстремального климата. Без своей способности «оттаивать» древесная лягушка не смогла бы обитать в этом регионе. Ученые обнаружили несколько способов, посредством которых древесная лягушка выполняет этот необыкновенный «трюк».14

---

Некоторые детали: сотворенный вид лягушек и морозоустойчивость

Существует несколько видов лягушек, способных переносить низкую температуру. Это происходит благодаря одному уникальному гену, отвечающему за кодирование белка из 390 аминокислот, обнаруженному в печени Rana sylvatica (лесная лягушка), Pseudacris crucifer (прибережная квакша) и Hyla versicolor (изменчивая квакша). Лягушки, не способные переносить морозы, этого гена не имеют.1 Морозоустойчивые виды лягушек происходят из двух различных семейств – Hylidae (древесные лягушки) и Ranidae (настоящие лягушки) из подотряда Neobatrachia отряда Anura (бесхвостые земноводные)2. Однако большинство представителей данных семейств не способно к выживанию при низких температурах.

Как это характеризует первую лягушку, сотворенную около шести тысяч лет назад? Существовал ли один изначально «сотворенный род» лягушек, представленный сегодня подотрядом Neobatrachia, из которого возникли современные морозоустойчивые виды лягушек, и значит ли это, что остальные представители семейства утратили эту способность? Это возможно. Факт гибридизации многих видов лягушек позволяет нам предполагать, что «сотворенный род» лягушек находится на уровне семейства или даже более высоком уровне.

Все лягушки обладают чрезвычайным сходством, что затрудняет их классификацию. По словам некоторых исследователей, «все лягушки характеризуются ограниченной морфологической вариативностью».3 Нечеткий характер сходных элементов во многих семействах лягушек подотряда Neobatrachia объясняет наличие нескольких различных систем их классификации. В одной статье о лягушках было отмечено: «Взаимосвязи между семействами лягушек все еще находятся под вопросом».4

Возможно, разнообразие современных видов лягушек обусловлено тем, что некоторые их виды выжили за пределами Ноевого ковчега, о чем свидетельствует обширная география обитания семейств лягушек на планете.

Примечания и комментарии:

1. Дж. Д. МакНелли. Гены резистентности к замерзанию в печени устойчивой к заморозкам древесной лягушки Rana sylvatica, Biochim. Biophys. Acta 1625(2):183–191, 2003.
2. Общепринятая система классификации представлена на сайте , хотя подобные системы значительно варьируются.
3. С. Хоэгг. Филогенез и сравнительные нормы замещения у лягушек на основании последовательности трех ядерных генов. Молекулярная биология и эволюция 21(7):1188–1200.
4. Лягушка. , 6 сентября 2006.

---

Ссылки и примечания

1. Древесная лягушка. , 21 октября 2005. Вернуться к тексту.
2. Древесная лягушка, Rana sylvatica. Геологическое обозрение США. Центр исследования дикой природы степей северной части США. , 21 октября 2005. Вернуться к тексту.
3. Торфяное болото – это топь или болотистая почва, сформированная путем накопления торфяного мха и гнили, образующей торфяник. Вернуться к тексту.
4. К. Бродерсон. Лягушки и жабы. Отделение по проблемам охоты и рыболовства на Аляске , 21 октября 2005. Вернуться к тексту.
5. Энциклопедия животного мира Гржимека, 2е издание, том 6, Амфибии, под редакцией М. Хатчинса, В.Е.Дуэлмана и Н. Шлагера. Гейл Групп, Мичиган, США. Стр. 63, 2003. Вернуться к тексту.
6. Справочный материал по заповеднику «Денали» за 2005 год. Национальный парк и заповедник «Денали». Министерство внутренних дел США. , 21 октября 2005. Вернуться к тексту.
7. Древесная лягушка Rana sylvatica, Полярная жизнь Канады. Животные. Арктические амфибии. , 25 октября 2005. Вернуться к тексту.
8. Ссылка 2. Без «антифриза» формировались бы кристаллы льда, что повредило бы клетки организма лягушки и привело к ее смерти. Замерзание конечностей тела человека приводит к обморожению и приводит к отмиранию пораженных тканей. Вернуться к тексту.
9. Ссылка 4. Вернуться к тексту.
10. К. Кил Rana sylvatica, Многообразие животных. Зоологический музей университета штата Мичиган. , 21 октября 2005. Вернуться к тексту.
11. Ссылка 4. Вернуться к тексту.
12. Древесная лягушка. Программа изучения лягушек. Министерство по вопросам окружающей среды. Правительство провинции Британская Колумбия , 21 октября 2005. Вернуться к тексту.
13. Е. Свобода. Пробуждение после смертельного сна. Журнал Discover 26(2):20¬21 февраля 2005. Вернуться к тексту.
14. Кв. Кай и К. Б. Стори. Гены резистентности к замерзанию у древесной лягушки (Rana sylvatica): повышенная регуляция фибриногена при замерзании и дегидрации. Интернет-журнал прикладной физиологии , 21 октября 2005. Вернуться к тексту.