Бактерии могут помогать лягушкам привлекать партнёров
Бразильские учёные обнаружили, что сильный запах, выделяемый некоторыми видами земноводных, производят бактерии, и одна из его целей — привлечение партнёра для спаривания.
Эти бактерии — примечательный пример симбиоза, так как они помогают в процессе размножения животного. Статья об открытии этой роли микроорганизмов, выделенных с кожи лягушек, опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Ранее считалось, что запах выполняет апосематическую функцию — служит химическим предупреждающим сигналом для отпугивания хищников, подобно скунсам (Mephitis mephitis).
Исследование, проведённое в Университете Сан-Паулу при поддержке FAPESP, BIOTA-FAPESP, USP, CNPq и CAPES, впервые показало чёткое различие в запахах, выделяемых лягушками противоположного пола.
Ключевой вопрос: как самки узнают самцов своего вида среди множества особей разных видов в общем водоёме? Известно, что акустический сигнал (кваканье) служит для привлечения самок. Новые данные предполагают, что запах играет аналогичную роль — это обонятельный сигнал, позволяющий самкам распознавать самцов своего вида.
Ход исследования
Биолог Андрес Эдуардо Брунетти исследовал кожные выделения древесной лягушки Boana prasina в штатах Сан-Паулу и Рио-де-Жанейро. Анализ с помощью газовой хроматографии и масс-спектрометрии показал, что самцы и самки выделяют смесь из 60–80 соединений (спирты, альдегиды, алкены, простые эфиры, кетоны, метоксипиразины, терпены, тиоэфиры).
Состав соединений у обоих полов одинаков, но обнаружено выраженное половое различие в уровнях метоксипиразинов, терпенов и тиоэфиров. Именно эти три компонента ответственны за разницу между самцами и самками.
Роль бактерий
Тиоэфиры и метоксипиразины обычно производятся микроорганизмами. Учёные выделили, культивировали и идентифицировали бактерии с кожи B. prasina. Анализ показал, что четыре метоксипиразина, присутствующие у самцов и самок, производит одна бактерия рода Pseudomonas.
У B. prasina метоксипиразины были гораздо более обильны у самок, чем у самцов. При этом два типа метоксипиразинов были выше у самок, а два других — у самцов.
Симбиотические отношения
Бактерии Pseudomonas sp. живут на коже самцов и самок, где метаболизируют одни и те же летучие соединения, но в разных концентрациях в зависимости от пола хозяина. Это указывает на сложный механизм метаболических взаимодействий, создающий разную среду на коже.
Суть симбиоза: в обмен на услугу по созданию половой дифференциации по запаху лягушки предоставляют бактериям среду для жизни — свою кожу.
Значение и перспективы
Функция этого полового различия в уровнях метоксипиразинов пока неизвестна, но учёные предполагают, что разница в запахе помогает самцам распознавать самок своего вида.
Если гипотеза подтвердится, это откроет новое поле для исследований в герпетологии: обонятельная коммуникация у бесхвостых земноводных (ануранов) наряду с уже известной визуальной и акустической. Пока только один вид лягушек на Мадагаскаре и некоторые саламандры известны как использующие обоняние для коммуникации.