Целесообразность кожного покрова

Целесообразность кожного покрова

Кожный покров амфибий имеет ряд своих особенностей, необходимых для их жизнедеятельности.

• Кожа обладает системой слизистых желез, которые поддерживают ее влажность, что имеет особо важное значение для кожного дыхания. Она буквально пронизана кровеносными сосудами, поэтому через нее непосредственно в кровь поступает кислород и выделяется углекислый газ.

• В коже расположены и специальные железы, выделяющие бактерицидные, едкие, неприятные на вкус, слезоточивые, ядовитые либо другие вещества. Такое уникальное устройство кожи позволяет земноводным с голой и постоянно влажной кожей успешно защищаться от микроорганизмов, нападения комаров, москитов, клещей, пиявок и др. Благодаря своей коже амфибии успешно избегают встреч со многими хищниками.

• Кожа земноводных обычно содержит множество различных пигментных клеток, от которых зависит общая, приспособительная и защитная окраска тела. Так, яркая окраска, характерная для ядовитых видов, служит предупреждением для нападающих.

• У представителей некоторых видов земноводных в коже образуются объемные полости для хранения зародышей.

Универсальная дыхательная система. Земноводные, будучи обитателями воды и суши, наделены универсальной дыхательной системой, которая позволяет им дышать кислородом не только на воздухе, но и в воде, хотя там его количество приблизительно в 10 раз меньше. Такая универсальность организма земноводных возможна благодаря целому комплексу дыхательных органов для извлечения кислорода из той среды, где они находятся в конкретный момент. Это – легкие, жабры, слизистая оболочка рта и кожный покров.

Наибольшее значение для жизнедеятельности большинства видов амфибий имеет кожное дыхание. При этом поглощение кислорода через пронизанную кровеносными сосудами кожу возможно лишь в случае, если кожа находится во влажном состоянии. Чем суше окружающий воздух, тем активнее работают кожные железы, выделяя все новые и новые порции влаги. Чувствительные «приборы» кожи вовремя включают аварийные системы и режимы дополнительной выработки спасительной слизи.

А вот некоторые лопатоноги из семейства американских чесночниц обеспечены кожным дыханием для пребывания не в воде, а под землей. Там, зарывшись, они проводят большую часть жизни. На поверхности земли эти амфибии, как и все другие бесхвостые земноводные, вентилируют легкие за счет движений ротовой полости и раздуваний боков. Но после того как лопатоноги зароются в землю, у них автоматически отключается система вентиляции легких и включается управление кожным дыханием.

Универсальность системы дыхания земноводных выражается и в возникновении специальных дыхательных устройств в определенный период их жизнедеятельности. Так, гребенчатые тритоны не могут долго находиться в воде и, чтобы запастись воздухом, время от времени поднимаются к поверхности. Особенно трудно им дышать в период размножения, так как при ухаживании за самками они выполняют под водой брачные танцы. Для такого сложного ритуала у тритона именно в брачный период вырастает дополнительный дыхательный орган – кожная складка в виде гребня, богато снабженная кровеносными сосудами, что значительно повышает долю кожного дыхания. Систему организма по воспроизводству такого важного органа приводит в действие пусковой механизм репродуктивного поведения.

Хвостатые и бесхвостые амфибии наделены и дополнительным уникальным устройством для обмена бескислородного типа. Им с успехом пользуется, например, леопардовая лягушка. Она может прожить в лишенной кислорода холодной воде до семи суток.

Покровительственная окраска. Кожа земноводных обеспечивает и покровительственную окраску, которая является их важнейшей защитной мерой. К тому же и успех охоты часто зависит от умения спрятаться.

Обычно окраска повторяет какой-то определенный рисунок объекта окружающей среды. Так, окраска с разводами у многих квакш прекрасно сливается с фоном – стволом покрытого лишайником дерева. Причем квакша способна менять свой цвет в зависимости от общей освещенности, яркости и цвета фона, от климатических параметров. Ее окраска темнеет при отсутствии освещения или на холоде и светлеет на ярком свету.

Представительниц стройных квакш легко принять за поблекший лист, а чернопятнистых – за кусочек древесной коры, на которой она сидит. Практически все тропические амфибии имеют покровительственную окраску, часто чрезвычайно яркую. Ведь среди разноцветья и буйной зелени тропиков именно яркая окраска делает животное более незаметным.

Наиболее часто встречаются такие окраска и рисунок, которые создают иллюзию разорванности сплошной поверхности тела. В то же время при состыковке частей рисунка, находящихся на туловище и лапках (при их прижимании друг к другу), образуется кажущаяся непрерывность составного узора.

Сочетание характера окраски и рисунка часто создает удивительный камуфляж. К примеру, большая жаба наделена способностью создавать обманчивый, маскирующий узор с определенным оптическим эффектом. Верхняя часть ее тела напоминает лежащий тонкий лист, а нижняя – подобна глубокой тени, отбрасываемой этим листом. Иллюзия оказывается полной, когда жаба притаится на земле, усыпанной настоящими листьями.

Можно ли себе представить, что такая окраска возникла в результате случайных мутаций? Ведь речь идет не о грубой имитации – приблизительном сходстве, а о тонком, можно сказать, художественном подражании цвету и окраске опавших листьев.

И могли ли в организме всех предыдущих, пусть даже многочисленных, поколений амфибий постепенно появиться какие-то механизмы создания камуфляжного эффекта на теле? Причем для точного подражания природному аналогу – побуревшему листу с четко очерченной тенью под его краем – должны были быть учтены законы цветоведения и оптики.

Свето– и цветоощущение. У земноводных некоторых видов окраска может меняться, как у хамелеонов, хотя и гораздо медленнее.

Так, разные особи травяных лягушек в зависимости от различных факторов могут постепенно приобретать соответствующие преобладающие цвета – от красно-коричневого до почти черного. При этом окраска земноводных зависит от освещенности, температуры, влажности воздуха и даже от эмоционального состояния животного.

И все же главной причиной изменения цвета кожи, зачастую локального, рисунчатого, является подстраивание его под цвет фона или окружающего пространства. Для этого в работу включаются сложнейшие системы свето– и цветоощущения, а также система координации структурными перестройками цветообразующих элементов.

Амфибиям дана замечательная способность сравнивать количество падающего света с количеством света, отраженного от фона, на котором они находятся. Чем это соотношение меньше, тем светлее делается животное. При попадании на черный фон разница в количестве падающего и отраженного света будет велика, и кожа амфибии становится темнее.

Информация об общей освещенности фиксируется в верхней части сетчатки глаз земноводного, а об освещенности фона – в ее нижнем отделе. При этом происходит постоянное сравнение полученной информации о том, соответствует ли окраска особи характеру фона. И тогда принимается решение, в каком направлении ее следует изменять.

Эксперименты с лягушками это легко доказали. Их светоощущение вводилось в заблуждение. Если им закрашивали роговицу и перекрывали попадание света в нижнюю часть зрачка, то у животных создавалась иллюзия, что они находятся на черном фоне, и лягушки становились темнее.

Чтобы поменять цветовую гамму окраски своей кожи, амфибиям нужно не только сравнивать интенсивность освещения, но и оценивать длину волны отраженного света, то есть определять цвет фона. О том, как это происходит, ученые пока знают очень мало.

Защита от хищников. Самым действенным оружием против различных врагов у многих земноводных являются их кожные выделения. Причем это могут быть как яды, так и безопасные для жизни, но неприятные хищникам вещества.

Например, кожа квакш одних видов выделяет жидкость, которая обжигает подобно крапиве. У квакш других видов кожа образует едкую и густую смазку. Даже самые неприхотливые животные, коснувшись ее языком, выплевывают схваченную добычу. Кожные выделения жерлянок, обитающих в России, издают неприятный запах и вызывают слезотечение, а при попадании на кожу животного – жжение и боль. Хотя бы один раз отведав жерлянку, хищник хорошо запоминает данный ему урок и больше не решается трогать представительниц этого вида амфибий.

По утверждению зоологов, вовсе не змеям принадлежит пальма первенства в создании наиболее сильных ядов. Так, кожные железы тропических лягушек вырабатывают настолько сильный яд, что он представляет опасность для жизни даже крупных животных.

То, что земноводные способны вырабатывать столь эффективный яд, вполне оправданно. Ведь его впрыскивание происходит без специальных устройств (зубов, гарпунов, колючек и т. п.), которыми обеспечены другие я довитые животные, чтобы отравляющее вещество попадало в кровь врага. А яд земноводных выделяется из кожи в основном при сдавливании амфибии в зубах хищника. Он всасывается преимущественно через слизистую оболочку рта напавшего на нее животного.

Наряд ядовитых амфибий и безвредных обманщиков. Яркая окраска амфибий обычно указывает на то, что их кожа может выделять защитные ядовитые вещества.

Интересно, что у некоторых видов саламандр ядовитыми и наиболее окрашенными являются представители определенных рас. У аппалачских лесных саламандр кожа особей выделяет ядовитые вещества, а у других родственных саламандр кожные выделения яда не содержат. При этом именно ядовитые амфибии наделены яркой окраской щек, а особо опасные – и красными лапками. Птицы, которые питаются саламандрами, знают об этой их особенности. Поэтому амфибий с красными щеками они трогают редко, а с окрашенными лапками – вообще избегают.

С краснобрюхими американскими тритонами, которые ярко окрашены и совсем несъедобны, связан интересный факт. Живущие рядом с ними горные неядовитые красные тритоны, называемые «безвредными обманщиками», имеют ту же яркую окраску (мимикрия). Однако ложные красные тритоны обычно значительно обгоняют в росте своих ядовитых собратьев, отчасти утрачивая схожесть. Может быть, по этой причине яркая расцветка умышленно дана им только на первые 2–3 года. После этого срока у подросших «обманщиков» начинается синтез пигментов для темной коричнево-бурой окраски, и они становятся осторожнее.

Эксперименты с цыплятами наглядно продемонстрировали явное действие на них предупреждающей окраски. Цыплятам предложили в качестве пищи ярко окрашенных краснобрюхих ложных красных и ложных горных тритонов, а также неярких безлегочных саламандр. Цыплята съели только «скромно одетых» саламандр. Поскольку цыплята опыта встречи с амфибиями до того не имели, то напрашивается вопрос: откуда у цыплят знание об опасной окраске?

Может быть, родители цыплят, получив неприятный урок при встрече с ярко окрашенной ядовитой добычей, передали его по наследству своему потомству? Конечно, нет. Известно, что развития, совершенствования инстинктивных механизмов поведения не происходит. Имеются лишь последовательные возрастные стадии их реализации, которые в заданный момент сменяют друг друга.

Страх перед яркими существами, несущими в себе потенциальную опасность, изначально заложен в сложный комплекс защитных инстинктивных поведенческих реакций птиц.