У единственной безлегочной лягушки все же нашлись легкие
Специалисты предполагали, что весь необходимый ей кислород барбурула получает за счет кожного дыхания.
Однако теперь герпетологи установили, что у этой лягушки все же есть легкие, хотя и очень небольшие. Как отмечается в статье для журнала Current Biology, скорее всего, они функциональны, но играют пониженную роль в дыхании.
Взрослые амфибии — за исключением сохраняющих жабры видов неотенического происхождения, таких как европейские протеи (Proteus anguinus), — получают кислород за счет комбинации легочного и кожного дыхания. Однако более 500 видов безлегочных саламандр (Plethodontidae), 12 видов дальневосточных тритонов (Onychodactylus), один вид горных тритонов (Euproctus) и червяга Айзельта (Atretochoana eiselti) утратили легкие и дышат исключительно кожей. Кроме того, у некоторых хвостатых и безногих амфибий легкие редуцировались частично.
Хотя среди бесхвостых амфибий есть виды с уменьшенными легкими, например, хвостатые лягушки (Ascaphus), волосатые лягушки (Trichobatrachus) и андские свистуны (Telmatobius), долгое время считалось, что ни один представитель данной группы не утратил эти органы полностью. До тех пор, пока в 2008 году команда герпетологов под руководством Дэвида Бикфорда (David Bickford) из Национального университета Сингапура не описала анатомию калимантанской барбурулы (Barbourula kalimantanensis) — мелкой представительницы семейства жерлянок (Bombinatoridae) из быстротекущих холодных (14-17 градусов Цельсия) ручьев в джунглях индонезийской части острова Борнео. Исследователи не обнаружили у B. kalimantanensis никаких признаков голосовой щели и легких и пришли к выводу, что это единственная в мире безлегочная лягушка. Предполагалось, что она утратила легкие, поскольку живет в насыщенной кислородом воде и может обходиться исключительно кожным дыханием.
Впрочем, спустя пятнадцать с лишним лет после выхода статьи о строении калимантанской барбурулы герпетологи из Флоридского университета во главе с Дэвидом Блэкберном (David C. Blackburn) усомнились в то, что эта бесхвостая амфибия действительно лишена легких. В ходе масштабного проекта по документированию внутренней анатомии позвоночных с помощью микрокомпьютерной томографии исследователи неожиданно обнаружили у двух музейных экземпляров B. kalimantanensis, ранее изученных Бикфордом и его коллегами, небольшие структуры, напоминающие легкие. Чтобы определить природу этих образований, авторы вымочили образцы калимантанских барбурул в растворе Люголя и с помощью компьютерной томографии получили набор высококачественных изображений мягких тканей этих амфибий. Эти материалы сравнили с томограммами сестринского вида — филиппинской барбурулы (B. busuangensis) с Палавана и соседних островов — и жерлянок из рода Bombina.
В результате выяснилось, что у калимантанских барбурул есть характерная для остальных бесхвостых амфибий голосовая щель, расположенная на дне ротовой полости позади языка. Это отверстие можно увидеть даже при простом визуальном осмотре музейных образцов вида. Вероятно, Бикфорд с соавторами не заметили его за складками на дне ротовой полости. Наличие мышц-расширителей гортани, открывающих голосовую щель, свидетельствует, что калимантанские барбурулы используют ее для дыхания, подобно другим бесхвостым амфибиям.
У филиппинских барбурул и жерлянок голосовая щель переходит в треугольную гортанно-трахейную камеру, которая слабо разделяется на два главных бронха, ведущих в правое и левое легкое соответственно. Как обнаружили Блэкберн с соавторами, дыхательная система калимантанских барбурул устроена похожим образом. Правда, в отличие от близких видов, легкие у них очень маленькие относительно размеров тела, не обладают сложным ячеистым строением и лишены утолщенного эпителия. Левое легкое у этих лягушек меньше правого, однако, возможно, это просто результат предыдущих вскрытий экземпляров.
Строение легких у различных бесхвостых амфибий: А) дальневосточная жерлянка (Bombina orientalis); B) филиппинская барбурула (Barbourula busuangensis); С) и D): калимантанская барбурула (Barbourula kalimantanensis). На рисунке E) изображена голосовая щель калимантанской барбурулы. Иллюстрация: David C. Blackburn et al. / Current Biology, 2024.
Таким образом, у калимантанских барбурул, считавшихся единственными безлегочными бесхвостыми амфибиями, все-таки есть легкие. Вероятно, они функциональны, но играют пониженную роль в дыхании. При этом большую часть кислорода B. kalimantanensis, скорее всего, действительно получают через кожу. Авторы также допускают, что видоизмененные легкие барбурулы служат ей для поддержания плавучести или помогают воспринимать звуки.
Несколько лет назад зоологи выяснили, что у крошечных седлоносных жаб Brachycephalus ephippium и B. pitanga из атлантических лесов Бразилии недоразвито внутреннее ухо. Из-за этого они не слышат собственных высокочастотных брачных песен. Чтобы выбрать подходящего самца, самки не прислушиваются к нему, а наблюдают за колебаниями его голосового мешка.