У стеклянных лягушек описали новый тип камуфляжа
Описание необычной адаптации приводится в статье в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Прозрачность кажется идеальным камуфляжем, ведь она обеспечивает невидимость на любом фоне. Неудивительно, что в попытке защититься от хищников многие водные животные стали прозрачными. Однако на суше такая адаптация работает намного хуже из-за разницы показателей преломления воздуха и биологических тканей. Кроме того, прозрачные наземные животные оказались бы беззащитными перед ультрафиолетовым изучением, которое обычно отражается пигментами.
Одни из немногих сухопутных животных с отчасти прозрачными телами – стеклянные лягушки (Centrolenidae), населяющие Центральную и Южную Америку. Сквозь кожу и мышцы на их груди и животе хорошо видны внутренние органы и кости. Тем не менее, верхняя сторона тела этих амфибий скорее полупрозрачная и окрашена в разные оттенки зеленого.
Среди зоологов нет единого мнения, действительно ли полупрозрачная окраска стеклянных лягушек работает как камуфляж. Разобраться в ее функциях решила команда исследователей во главе с Джеймсом Барнеттом (James B. Barnett) из Университета Макмастера.
На первом этапе исследователи сфотографировали представителей двух видов стеклянных лягушек на листьях и на белой бумаге. В общей сложности в объектив попали 25 особей Teratohyla midas и 30 особей Espadarana prosoblepon. Полученные фотографии оценили с помощью компьютерной модели, имитирующей ди-, три- и тетрахроматическое зрение различных хищников. Оказалось, что во всех случаях яркость лягушек подстраивается под фон, позволяя им лучше с ним сливаться. Эффект достигается не за счет активной смены окраски, а благодаря полупрозрачности тела. При этом видимая яркость более прозрачных лап меняется сильнее, чем у тела.
Затем члены команда сгенерировали на компьютере несколько изображений лягушек, взяв в качестве образца T. midas. У некоторых из них, как и у настоящих стеклянных лягушек, лапы были более прозрачными, чем спины, а у других – наоборот. Кроме того, в подборке были полностью прозрачные и полностью непрозрачные изображения. Компьютерных амфибий поместили на фотографии листьев, после чего попросили двадцать добровольцев найти их. На то, чтобы обнаружить лягушек с полупрозрачными элементами окраски, у участников ушло больше времени.
Образцы изображений, на которых добровольцам предстояло найти лягушку. Лягушки отмечены белыми кружками. Слева: образец с естественной окраской (менее прозрачное тело и более прозрачные лапы), справа: образец с инвертированной окраской (более прозрачное тело и менее прозрачные лапы).
James B. Barnett et al. / Proceedings of the National Academy of Sciences, 2020
В конце исследователи проверили, как полупрозрачный камуфляж влияет на выживаемость в дикой природе. Они сделали из зеленого желатина 360 фальшивых лягушек, половина из которых, подобно настоящим стеклянным лягушками, были полупрозрачными, а половина – непрозрачными. Их на 72 часа разместили на участке эквадорских джунглей, а затем подсчитали количество унесенных или поврежденных хищниками образцов. Анализ показал, что полупрозрачных лягушек находят и съедают почти в четыре раза реже.
Слева: образцы фальшивых лягушек, полупрозрачные (A и B) и непрозрачные (С и D). Справа: результаты моделирования, показывающие, как воспринимаются полупрозрачные (E) и непрозрачные (F) образцы с точки зрения птицы.
James B. Barnett et al. / Proceedings of the National Academy of Sciences, 2020
Из полученных данных авторы делают вывод, что частичная прозрачность действительно может скрывать стеклянных лягушек от глаз хищников. В основе их камуфляжа лежит эффект, который ученые назвали краевой диффузией. Благодаря полупрозрачности тела яркость лягушки без каких-либо усилий подстраивается под фон. А более прозрачные лапы создают градиент между телом амфибии и листом, на котором она сидит. Это сглаживает края и позволяет лягушке лучше слиться с субстратом. По словам авторов, это совершенно новый тип маскировочной окраски.