Биологи УрФУ, Института экологии растений и животных УрО РАН и Зоологического института РАН обнаружили массовые изменения у головастиков жаб (Duttaphrynus) в Гималаях (Индия). У особей нашли сколиоз, кифоз, укороченный хвост, закругленный, раздвоенный кончик хвоста, дефект глазной камеры и отек брюшной полости. Деформации встречались у 3,3–13,6 % головастиков, что вызвало озабоченность ученых, поскольку такие показатели — свидетельство массовых отклонений, а не погрешности. Кроме того, Гималаи считаются относительно незагрязненным и малонаселенным регионом в отличие от, к примеру, полуостровной Индии. Описание находок и фотографии отклонений головастиков опубликованы в Russian Journal of Herpetology. Результаты исследований ученые представили на III Международной конференции «Аномалии и патологии амфибий и рептилий: методология, причины возникновения, теоретическое и практическое значение», которая состоялась на днях в УрФУ.
Фото головастиков с аномалиями: нормальный (A), с закругленным хвостом ( B), укороченным хвостом (C), дефектом глаз (D), отеком (E), кифозом (F), раздвоенным хвостом (G) и сколиозом (H). Фото: пресс-служба УрФУ / Владимир Вершинин
«Образцы головастиков мы отобрали в семи местах рек на высотах от 687 до 1349 метров над уровнем моря. Всего исследовали 717 головастиков двух видов жаб. Наиболее распространенной аномалией был сколиоз. Самой редкой — раздвоенный хвост. Но встречались и головастики с несколькими аномалиями одновременно. У одной личинки было целых три порока развития. Насколько нам известно, наши данные являются первой записью возникновения аномалий у амфибий в Гималаях», — рассказывает соавтор исследования, заведующий лабораторией функциональной экологии наземных животных ИЭРиЖ УрО РАН, завкафедрой биоразнообразия и биоэкологии УрФУ Владимир Вершинин.
В качестве причин аномалий ученые рассмотрели параметры окружающей среды: pH и соленость воды, высоту над уровнем моря. Корреляцию между частотой появления деформированных головастиков и этими параметрами не выявили. Как поясняют исследователи, на отклонения может влиять состав воды, а именно минерализация. Однако в тех местах, где собирали образцы, минерализация воды крайне низкая, она почти дистиллированная. Исследователи предположили, что на изменения жаб могла повлиять сельскохозяйственная деятельность человека.
«Мы выделили две локации с наиболее высокой частотой аномальных головастиков — в притоках реки Ямуна: Аглад-Нади (10,9 %) и Пурола (с двумя участками Пурола-1 и Пурола-2, 13,6 и 10,9 % соответственно). Река Аглад-Нади используется для выпаса скота, а река Пурола — для сельского хозяйства», — говорит Владимир Вершинин.
Как поясняют исследователи, личинки земноводных, живущие в воде, очень чувствительны к различным химическим загрязнителям, применяемым в сельском хозяйстве. Немало исследований свидетельствует: агрохимикаты влияют на выживание, развитие и морфогенез головастиков.
«Наряду с ростом смертности и гиперактивности, связанной с токсическим действием пестицидов на развивающихся головастиков, у земноводных, подвергшихся воздействию высоких концентраций пестицидов, наблюдается ряд характерных отклонений. Мы не знаем, использовали ли жители Пуролы пестициды, и если да, то какие и в каком количестве. Тем не менее аномалии личинок, полученные в многочисленных экспериментах с различными агрохимикатами, удивительным образом совпадают с теми, которые мы обнаружили у головастиков, собранных в агроландшафте Пурола», — добавляет Владимир Вершинин.
Использование сельскохозяйственных пестицидов, гербицидов, минеральных удобрений и бытовых загрязнений в совокупности приводит к усилению отклонений, повышению их частоты и изменчивости, полагают исследователи.
«Об отклонениях развития земноводных сообщается с середины XVI века. Первоначально подобные случаи рассматривались как “странности природы”, однако позднее стали объектом изучения с точки зрения морфологии, тератологии и теории эволюции. В Индии первое сообщение о двух деформированных личинках Rana alticola из Ассама было опубликовано Нельсоном Аннандейлом в 1905 году. Долгое время были известны лишь единичные случаи амфибий с отклонениями, однако с 1960-х и особенно с 1990-х годов число массовых аномалий заметно возросло. Морфологические аномалии были зарегистрированы у широкого спектра семейств и родов амфибий, встречающихся в различных средах обитания по всему миру. Они были обнаружены как у обычных, широко распространенных, так и у редких, находящихся под угрозой исчезновения видов», — поясняет Владимир Вершинин.
Деформированных земноводных находили как на загрязненных территориях, так и в природных заповедниках в отдаленных уголках дикой природы. Это вызывает озабоченность среди ученых, так как свидетельствует о серьезном загрязнении окружающей среды. При этом географическое распределение массовых аномалий весьма неравномерно. Подавляющее большинство случаев у земноводных зарегистрировано в умеренных широтах северного полушария.
Отметим, исследование выполнено при финансовой поддержке Правительства РФ (контракт № 02.А03.21.0006) и госзадания (№ 122021000082-0).
Справка
Duttaphrynus — жабы, ареал которых простирается от юго-восточного Ирана и северо-западной части Саудовской Аравии на юг вдоль западных гор до Йемена (с изолированными популяциями в северо-восточном Омане и прилегающих Объединенных Арабских Эмиратах), от северного Пакистана и Непала до южной Индии и Шри-Ланки, к юго-западному и южному Китаю через Индокитай до Суматры, Явы, Борнео и Бали.
Информация и фото предоставлены пресс-службой УрФУ