Почему лягушка холодная?

В самом деле, почему она не греется изнутри? Да из-за величины красных кровяных телец - эритроцитов. У лягушки они огромные: длина 23, а ширина 16 микрон. Ничего хорошего в этом нет - чем меньше эритроциты, тем лучше. Миллилитр лягушачьей крови вмещает 400 тысяч эритроцитов, нашей - 5 миллионов, а козьей - даже 18 миллионов. Общая поверхность эритроцитов в миллилитре козьей крови дает умопомрачительную цифру, у нас величина тоже будет внушительной, а у лягушки - скромной.

Из-за этого она и холодная. Ведь чем больше поверхность эритроцитов, тем интенсивней газообмен. Крошечные эритроциты быстрее поглощают кислород и легче отдают его, чем эритроциты-гиганты. После того как кислород в эритроцитах вступил в контакт с гемоглобином, его надо доставить к тканям и органам. Тут принцип един: внутри всех животных действует трубопроводный транспорт. И чем мощнее мотор, прокачивающий кровь по векам, тем быстрее она снова придет в легкие за следующей порцией кислорода. Но и с насосом у лягушки дела обстоят неважно - маломощен. Весит ее сердце в девять раз меньше, чем у равной ей по весу ласточки. Правда, лягушка может возразить, что у нее не один а много моторов, что у нее еще две пары сердец. Но это не помощники, а нахлебники главного сердца. Они перекачивают лимфатическую жидкость, которая занимает обширные полости под кожей. (Одну полость даже назвали большой цистерной.)

И с легкими лягушкам не повезло - уж очень мала их поверхность, ее не хватило бы даже на то, чтобы прикрыть тело. Если, например, тщательно разровнять легкие быка и обернуть его образовавшейся тканью, то получится кокон почти из ста слоев. Маленьким лягушачьим легким требуется помощь - кожное дыхание. Зато она впитывает кислород животом, спиной и даже слизистой оболочкой рта. Летом прохладная кожица выделяет до 3/4 всей углекислоты, выбрасываемой организмом. Так что кожа - более мощный вентилятор, чем легкие.

Даже громадным ртом «от уха до уха» лягушке пришлось обзавестись для того, чтобы побольше набирать воздуха. Но понапрасну рот разевать она не станет - задохнется. Ведь ребер у лягушки нет, и воздух изо рта в легкие накачивает нижняя стенка рта.

Постоянные неурядицы с кислородным снабжением заставили лягушку приглушить обмен веществ. Она и пищу переваривает медленно: жук, не сильно пострадавший при поимке, остается в ее животе живым более часа (обычно это вредитель, которым брезгуют птицы). А в прохладные дни у лягушек, как и у ящериц, совсем нет аппетита. Млекопитающие и птицы в это время страшно прожорливы: им надо покрывать потери энергии, поддерживать температуру тела. Но у холоднокровных существ таких хлопот нет, они не дрожат от холода, даже вконец замерзая.

Чтобы не рисковать, лягушки спешат на зимние квартиры, едва воздух устойчиво станет холоднее воды. Большинство земноводных зимой спит в воде. Но, например, остромордой лягушке подводный ночлег не нравится, она предпочитает зимовать в ямах возле пней, среди опавшей листвы и хвои.

В коллективной подводной спальне собирается десятка два холоднокровных постояльцев. Но бывает; что рядышком в особо уютном местечке в ил зарываются и по сто особей разного пола и возраста. Здесь может прикорнуть и лягушка другого вида - ее не обидят. В коллективе легче сохранить силы: у особей, зимующих вместе с себе подобными, уровень обмена веществ почти на 40% ниже, чем у одиноких!

Во время зимовки под водой лягушки дышат только кожей, пульс слабеет, сдвигается рН крови... Если в спальне станет неуютно, они перебираются в другое место. Так что сон у них чуткий. Более того, они не теряют времени даром и долгими зимними ночами растут - хоть и медленнее, чем летом.

Но если водоем за зиму промерзнет - им конец. Например, суровые зимы 1828-1830 годов погубили всех лягушек во всей Исландии. Теплая зима тоже опасна. В 1924 году под Москвой не все лягушки залегли в спячку, и весной их хор звучал жидковато.

Трудная у пучеглазых жизнь. И врагов у них много. И поэтому пятилетняя лягушка - большая редкость. А между тем в неволе они преспокойно проживут лет 15.

Лягушки растут всю жизнь. За первый год они увеличиваются на три сантиметра, за второй - на полтора, а потом совсем понемножечку. Развитие головы прекращается прежде других частей тела, а задние ноги растут и быстрее, и дольше всего. Наша крупная озерная лягушка иногда достигает 17 сантиметров и весит триста граммов, а лягушка-бык тянет и по шестьсот граммов. Но и это не предел: в 190G году в Камеруне нашли лягушку-голиафа. Эта тридцатисантиметроворостая особа весила 3,5 килограмма.

Почему лягушки холодные?

Лягушки всегда холодные. И всегда влажные, даже если они живут на суше. Лягушки дышат не только легкими, но и кожей. А для этого кожа должна быть свободной от какого-либо покрова. У лягушки действительно нет ни панциря, ни чешуи, ни волос. Но с другой стороны, это же очень опасно: такая кожа может высохнуть даже в тени, а уж на солнце лягушка высохла и погибла бы очень быстро. Но лягушки не гибнут. И спасает их жидкость, которую выделяют многочисленные железки, находящиеся на коже. Поэтому лягушка всегда мокрая. Поэтому она всегда и холодная: ведь влага постоянно испаряется, ну а всякое испарение с какой-либо поверхности, как известно, охлаждает эту поверхность. От испарения влаги температура лягушки делается ниже окружающего ее воздуха обычно на 2–3, иногда и на 8–9 градусов. Чем теплее воздух, тем больше испарений и тем холоднее лягушка.

Но если от высыхания лягушку спасает жидкость, выделяемая специальными железками, то что спасает ее от мух или комаров, от бесчисленных микробов, которые могут найти приют на незащищенной тонкой и нежной коже? Однако природа и тут позаботилась о лягушках - та же жидкость, которая спасает ее от высыхания, предохраняет ее и от укусов комаров и мошек. К тому же эта жидкость, как говорят ученые, содержит бактерицидные, то есть убивающие бактерии, вещества.

Свойство лягушек убивать микробы - еще одна тайна, еще одна загадка, на которую не найден ответ. Возможно, лягушки помогут людям сделать еще одно важное открытие. Ведь они уже не раз помогали ученым.

Но даже и без этого очень многим обязан человек лягушкам. Ведь лягушки - активные истребители насекомых, причем в основном насекомых, вредящих человеку.

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. 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 Алабамы . На Аляске древесные лягушки живут в самых разнообразных условиях – на пастбищах, в лесах, торфяных болотах и тундре . 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.

Лето в национальном парке «Денали», расположенном в самом центре Аляски, – теплое и приятное время года. Это прекрасная среда обитания для древесных , 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 .

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 глюкозы , большая часть которой поступает в клетки тела лягушки и играет роль своеобразного антифриза, предотвращая их замерзание .

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.

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

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.

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

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. 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».

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.

При всей своей хрупкости лягушачьи внутренности необычайно прочны. Нервы отказывают у нее при давлении в 14 атмосфер, а мышцы парализуются лишь при 400 атмосферах! Низкое давление лягушкам тоже нипочем: в барокамере первые признаки кислородного голодания они чувствуют на шестнадцатикилометровой высоте. Зачем такая выносливость? Горы-то на Земле вдвое ниже.

Лягушка - это гораздо больше, чем лягушка. Так сказал знаменитый биолог Жан Ростан в председательской речи, произнесенной в Зоологическом обществе Франции. И еще он сказал: «Хорошо ли, плохо ли, я - лягушатник, лягушачий академик и останусь им до конца своих дней... Журналисты считают, что я провожу весь день, склонившись над толпой лягушек, и все они мои личные знакомые и более или менее ручные. Они считают, что я убиваю их в огромных количествах. Поэтому почти ежедневно я получаю письма примерно такого содержания: На том свете вы будете наказаны за всех лягушек, погубленных вами на этом».

Кто-кто, но не Ростан, великий почитатель лягушек, заслуживает кары. Наказан скорее должен быть Джон Макнамара, победитель нелепого чемпионата по глотанию живых (!) лягушек! Макнамара завоевал первенство, проглотив за минуту пять лягушек. Один из его соперников был дисквалифицирован, потому что начал жевать трепыхающиеся существа...

Вообще-то на Западе вкусные задние лягушачьи лапки в цене. Выпускают даже соответствующие консервы, для чего специально разводят земноводных. А в Швейцарии, где лягушачьих ферм вроде нет, строго-настрого запретили кушать отечественных лягушек. Как швейцарцы узнают, какая лягушка на сковороде - своя или заграничная?

В самом деле, почему она не греется изнутри? Да из-за величины красных кровяных телец - эритроцитов. У лягушки они огромные: длина 23, а ширина 16 микрон. Ничего хорошего в этом нет - чем меньше эритроциты, тем лучше. Миллилитр лягушачьей крови вмещает 400 тысяч эритроцитов, нашей - 5 миллионов, а козьей - даже 18 миллионов. Общая поверхность эритроцитов в миллилитре козьей крови дает умопомрачительную цифру, у нас величина тоже будет внушительной, а у лягушки - скромной.

Из-за этого она и холодная. Ведь чем больше поверхность эритроцитов, тем интенсивней газообмен. Крошечные эритроциты быстрее поглощают кислород и легче отдают его, чем эритроциты-гиганты. После того как кислород в эритроцитах вступил в контакт с гемоглобином, его надо доставить к тканям и органам. Тут принцип един: внутри всех животных действует трубопроводный транспорт. И чем мощнее мотор, прокачивающий кровь по векам, тем быстрее она снова придет в легкие за следующей порцией кислорода. Но и с насосом у лягушки дела обстоят неважно - маломощен. Весит ее сердце в девять раз меньше, чем у равной ей по весу ласточки. Правда, лягушка может возразить, что у нее не один а много моторов, что у нее еще две пары сердец. Но это не помощники, а нахлебники главного сердца. Они перекачивают лимфатическую жидкость, которая занимает обширные полости под кожей. (Одну полость даже назвали большой цистерной.)

И с легкими лягушкам не повезло - уж очень мала их поверхность, ее не хватило бы даже на то, чтобы прикрыть тело. Если, например, тщательно разровнять легкие быка и обернуть его образовавшейся тканью, то получится кокон почти из ста слоев. Маленьким лягушачьим легким требуется помощь - кожное дыхание. Зато она впитывает кислород животом, спиной и даже слизистой оболочкой рта. Летом прохладная кожица выделяет до 3/4 всей углекислоты, выбрасываемой организмом. Так что кожа - более мощный вентилятор, чем легкие.

Даже громадным ртом «от уха до уха» лягушке пришлось обзавестись для того, чтобы побольше набирать воздуха. Но понапрасну рот разевать она не станет - задохнется. Ведь ребер у лягушки нет, и воздух изо рта в легкие накачивает нижняя стенка рта.

Постоянные неурядицы с кислородным снабжением заставили лягушку приглушить обмен веществ. Она и пищу переваривает медленно: жук, не сильно пострадавший при поимке, остается в ее животе живым более часа (обычно это вредитель, которым брезгуют птицы). А в прохладные дни у лягушек, как и у ящериц, совсем нет аппетита. Млекопитающие и птицы в это время страшно прожорливы: им надо покрывать потери энергии, поддерживать температуру тела. Но у холоднокровных существ таких хлопот нет, они не дрожат от холода, даже вконец замерзая.

Чтобы не рисковать, лягушки спешат на зимние квартиры, едва воздух устойчиво станет холоднее воды. Большинство земноводных зимой спит в воде. Но, например, остромордой лягушке подводный ночлег не нравится, она предпочитает зимовать в ямах возле пней, среди опавшей листвы и хвои.

В коллективной подводной спальне собирается десятка два холоднокровных постояльцев. Но бывает; что рядышком в особо уютном местечке в ил зарываются и по сто особей разного пола и возраста. Здесь может прикорнуть и лягушка другого вида - ее не обидят. В коллективе легче сохранить силы: у особей, зимующих вместе с себе подобными, уровень обмена веществ почти на 40% ниже, чем у одиноких!

Во время зимовки под водой лягушки дышат только кожей, пульс слабеет, сдвигается рН крови... Если в спальне станет неуютно, они перебираются в другое место. Так что сон у них чуткий. Более того, они не теряют времени даром и долгими зимними ночами растут - хоть и медленнее, чем летом.

Но если водоем за зиму промерзнет - им конец. Например, суровые зимы 1828-1830 годов погубили всех лягушек во всей Исландии. Теплая зима тоже опасна. В 1924 году под Москвой не все лягушки залегли в спячку, и весной их хор звучал жидковато.

Трудная у пучеглазых жизнь. И врагов у них много. И поэтому пятилетняя лягушка - большая редкость. А между тем в неволе они преспокойно проживут лет 15.

Лягушки растут всю жизнь. За первый год они увеличиваются на три сантиметра, за второй - на полтора, а потом совсем понемножечку. Развитие головы прекращается прежде других частей тела, а задние ноги растут и быстрее, и дольше всего. Наша крупная озерная лягушка иногда достигает 17 сантиметров и весит триста граммов, а лягушка-бык тянет и по шестьсот граммов. Но и это не предел: в 190G году в Камеруне нашли лягушку-голиафа. Эта тридцатисантиметроворостая особа весила 3,5 килограмма.

Может, потому, что в жару она холоднее воздуха из-за испарений с мокрой кожи? Но в молоке-то ничего не испаришь. Да и вообще лягушка не терпит солнца: жара в 39° несет ей смерть. Можно погибнуть и не в такую жарищу - под солнечными лучами пучеглазая быстро высохнет и умрет от потери влаги.

Поэтому, отправляясь на охоту, лягушка берет с собой воду из пруда или ближайшей лужи, а если таковых поблизости не имеется, рада и росе. Но вкуса росы, так же как и молока, она не знает. Она рьяная поклонница сухого закона и не берет в рот ни капли. Если нет лужи, где можно быстро восстановить запасы воды через поверхность кожи, приходится елозить по траве, и роса благодаря осмосу тоже проникает в тело. И если вы хотите спасти намаявшуюся на жаре лягушку, а рядом лужи нет, заверните ее в мокрую тряпку, и она быстро «посвежеет».

Но если вода легко проходит через кожу, почему она не выльется обратно? Да потому, что лягушачья кожа легче пропускает воду внутрь, а не наружу. В этом важном деле пучеглазой помогает слизь, обильно смачивающая ее небольшое тельце. Если слизь удалить, лягушка сохнет в пять раз быстрее.

Слизь - великолепная штука, она сохраняет в организме воду, помогает выскользнуть из лап или клюва врага. Эта же слизь - нечто вроде персональной химчистки - поддерживает в чистоте лягушачье платье, не дает развиваться микробам на влажной коже. Поэтому-то и родился обычай пускать лягушек в молоко, чтоб не скисало: слизь мешает молочнокислым бактериям делать свое дело.

Лягушачья слизь страшна не только микробам. Если ее впрыснуть золотой рыбке - та через минуту умрет; у мышей инъекция слизи вызывает паралич задних конечностей. Зато для нас слизь безвредна. Яд самого страшного нашего земноводного - жерлянки людям тоже не опасен, хотя птицы от него падают в обморок. Жерлянка, чтоб ее поменьше беспокоили, демонстрирует отпугивающую окраску - яркие красные пятна на брюхе, которые на зверином языке говорят - «не трогай, худо будет». А может быть очень худо: белая пенистая жидкость, выделяемая кожей жерлянки, быстро убивает дже близких родственников-лягушек, посаженных с нею в одну банку. Собака, по неопытности схватившая жерлянку, долго трясет головой и трет лапами морду. В следующий раз хлебнувший горя пес обойдет стороной такое невкусное создание. Мы же спокойно можем взять его в руки. Можно гладить и жаб - ни волдырей, ни бородавок не вскочит. Все это сказки.