Азиатский гигантский шершень – самый крупный вид шершней на планете, вызывающий страх у многих животных. Яд этого насекомого способен не только причинить сильную и мучительную боль, но и является достаточно токсичным, чтобы погубить небольшое животное. Но в природе появился тот, кто не боится этого грозного хищника – обычная японская прудовая лягушка, для которой шершень является ценным и питательным источником пищи.
В животном мире непрерывно происходит эволюционное соперничество. Хищники совершенствуют свои способы атаки, а жертвы разрабатывают все более сложные методы защиты. Амфибии и насекомые играют в этой эволюционной борьбе ключевую роль.
Лягушки и жабы часто являются ненасытными хищниками, готовыми поймать практически все движущееся, что поместится у них во рту. Однако их жертвы не всегда готовы смириться с такой участью. Некоторые насекомые разработали грозное средство защиты – жала и яд, позволяющие обездвижить или уничтожить противника, значительно превосходящего их по габаритам. Подобное вооружение, казалось бы, должно обеспечивать безопасность. Тем не менее, природа полна неожиданностей.
Ученые давно знают, недавно стало известно, что некоторые земноводные способны потреблять ядовитых или жалящих насекомых, таких как муравьи и скорпионы. Однако подробности этого явления долгое время оставались неясными. Только сейчас ученые приступают к изучению тех физиологических и поведенческих механизмов, которые позволяют лягушкам усмирять опасных врагов и использовать их в качестве пищи.
Японский биолог Шинджи Сугиура (Shinji Sugiura) из Университета Кобе сделал важное открытие, основанное на исследовании взаимоотношений между местными земноводными и насекомыми, о котором он рассказал в журнале Ecosphere.
В ходе одного из предыдущих проектов исследователь обратил внимание на то, что прудовые лягушки нередко поедают самок ос, игнорируя их ядовитые жала. Впоследствии ученый обнаружил записи, свидетельствующие о присутствии особей ос в желудках чернопятнистых прудовых лягушек ( Pelophylax nigromaculatus), распространенного в Восточной Азии, были обнаружены останки гигантских шершней ( Vespa mandarinia). Действительно, никто не видел, как проходит этот роковой прием пищи. С целью выяснения этого вопроса Сугиура провел ряд экспериментов.
Ученый поместил лягушек с черными пятнами в аквариум вместе с особями, представляющими рабочий вид Vespa mandarinia. Эти насекомых нередко называют шершнями-убийцами, они представляют собой настоящий кошмар для мелких животных. Жало Vespa mandarinia достигает шести миллиметров в длину, а яд вызывает приступы жгучей боли. Несколько укусов могут даже убить небольшое позвоночное.
Рабочие у Vespa mandarinia — стерильные самки, обладающие модифицированным яйцекладом — органом, который у других насекомых предназначен для откладывания яиц. В ходе эволюции этот орган трансформировался в эффективное средство убийства, с помощью которого насекомое вводит смесь токсинов, вызывая паралич у жертвы. Благодаря такому устройству шершень способен одолеть животное, значительно большее его по размеру.
Но в эксперименте Сугиуры яйцеклад Vespa mandarinia оказался неэффективным. Ученый заснял происходящее на видео, а затем изучил записи в замедленном режиме. Оказалось, лягушки легко справляются с шершнями, они без колебаний хватали насекомых языком и проглатывали. В это время шершни успевали несколько раз ужалить своих пожирателей — в язык, в область рта и даже в глаза.
Несмотря на укусы, лягушки не получили повреждений и не показали признаков отравления. В ходе эксперимента было установлено, что примерно 80 процентов лягушек, которым Vespa mandarinia, легко их съедали.
На основе этих наблюдений Сугиура сформулировал гипотезу. Предполагается, что крупные лягушки, например чернопятнистая прудовая, характеризуются естественной устойчивостью к яду шершней. Ученый полагает, что яд этих насекомых действует наиболее эффективно на их основных хищников – птиц и млекопитающих.
Лягушки, как правило, не являются серьезной опасностью для жалящих насекомых, и поэтому яд может не оказать на них существенного воздействия. Это наглядный случай, демонстрирующий, как эволюционные приспособления могут быть неэффективны для одних видов, но предоставляют возможность для других.
В мире земноводных нередки открытия, подобные сделанным японским ученым. Биолог Брайан Галл ( Brian Gall) из Ганноверского колледжа в штате Индиана в США, отметил, это свидетельствует о том, что земноводные обладают достаточной адаптацией для выслеживания и поимки потенциально опасных видов.
В ходе своих исследований Галл установил, что два вида американских жаб без труда поедают бархатных муравьев, относящихся к семейству пушистых ос Mutillidae) — это насекомые с прочным внешним скелетом и болезненным жалом, которых большинство хищников стараются обходить стороной. Кроме того, другая группа исследователей установила, что южноамериканская жаба Rhinella icterica поедает бразильского желтого скорпиона (Tityus serrulatus) и невосприимчива к его яду.
По словам Галла, многие земноводные способны к самостоятельному синтезу ядов, что, скорее всего, обуславливает их естественную устойчивость к некоторым видам токсичных веществ. Помимо этого, их способ питания – захват и проглатывание добычи целиком, а также обилие слизи, покрывающей жертву в ротовой полости, выступают в качестве дополнительной защиты.
Эксперты полагают, что дальнейшее исследование устойчивости лягушек к яду может оказаться полезным на практике. Если прудовые лягушки действительно обладают физиологическими особенностями, снижающими болевые ощущения или нейтрализующими яд шершней, то их изучение позволит создать совершенно новые обезболивающие и противовоспалительные лекарственные средства для людей.