Ядовитая история: Гадюки определяют способность ящериц сбрасывать хвост

Экологи из Мичиганского университета и их коллеги ответили на вопрос, который более века озадачивал биологов: какой главный фактор определяет способность ящерицы сбрасывать хвост при нападении хищников? Ответ одним словом: яд.

Хвост как защита

Сбрасывание хвоста, известное учёным как каудальная автотомия, — распространённая защита ящериц от хищников. При атаке многие ящерицы отбрасывают извивающийся придаток и убегают. Хищник часто поедает хвост, а удачливая ящерица скрывается. Позже ящерица просто отращивает новый хвост.

Лёгкость, с которой ящерицы сбрасывают хвосты, варьируется. Более века биологи предполагали, что эта вариативность контролируется в основном давлением хищников: чем больше местных поедателей ящериц, тем выше потребность в этом эффективном механизме защиты.

Однако потеря хвоста имеет долгосрочные издержки (нарушение подвижности, снижение социального статуса, замедление роста). Поэтому с эволюционной точки зрения поддерживать эту способность имеет смысл только при наличии хищников.

Проверка гипотезы и неожиданный поворот

Команда под руководством Мичиганского университета проверила эту давнюю идею, используя комбинацию лабораторных экспериментов и полевых измерений в материковой Греции и на нескольких островах Эгейского моря, где обитают разные комбинации хищников.

Их вывод? Гипотеза о давлении хищников в целом верна, но с неожиданным уточнением: не все хищники одинаково важны.

«Единственные хищники, которые действительно имеют значение, — это гадюки», — сказал эколог Йоханнес Фуфопулос, соавтор исследования, опубликованного на этой неделе в журнале Evolution.

«В Эгейском регионе гадюки — специализированные хищники ящериц. Поэтому, оглядываясь назад, логично, что основная защита ящериц была бы направлена против их главного врага — гадюки. Но до сих пор эту связь никем не была установлена», — пояснил Фуфопулос.

Почему именно гадюки?

Этот результат объясняется особенностями атак гадюк. При нападении неядовитых хищников сброс хвоста полезен только в относительно редких случаях, когда хвост крепко схвачен.

Но когда гадюка обнажает клыки и наносит удар, даже мимолётный контакт с хвостом ящерицы может ввести смертельную дозу яда. В этом случае способность сбросить хвост за секунды — до того, как яд достигнет жизненно важных органов — становится вопросом жизни и смерти.

Идеальная природная лаборатория

Материковая Греция и тысячи островов Эгейского моря — идеальное место для изучения того, как эволюция формирует изолированные популяции животных. Миллионы лет назад, когда уровень моря был ниже, острова были частью материка, и весь регион имел сходный набор хищников ящериц (лисы, шакалы, гадюки, ястребы, соколы и др.).

За тысячелетия уровень моря поднялся, образовались тысячи островов, а разнообразие популяций хищников на них сократилось. Сегодня на некоторых островах Эгейского моря гадюк нет.

Результаты исследования

Команда искала корреляции между показателями автотомии и наличием или отсутствием различных типов хищников в 10 местах сбора. Показатель автотомии — это мера лёгкости, с которой ящерицы сбрасывают хвосты.

Единственный сильный сигнал, который появился в исследовании, — это связь с гадюками:

• На островах без гадюк обитают ящерицы, которые в значительной степени утратили способность сбрасывать хвосты.
• И наоборот, во всех местах, где гадюки сохранились, обитают ящерицы с высокими показателями автотомии.

Методика и практическое значение

В исследовании участвовало более 200 насекомоядных ящериц 15 видов. Для измерения показателей автотомии сочетали полевые наблюдения (поиск ящериц с отросшими хвостами) и лабораторные измерения (стандартизированное сжатие хвоста пинцетом в течение 15 секунд).

Понимание распределения способности к автотомии среди разных популяций ящериц имеет важное практическое значение для биологов-экологов. Эта способность помогает предсказать, какие популяции ящериц наиболее уязвимы к случайной интродукции чужеродных хищников.

Как уже показали вымирания на островах в других частях Средиземноморья, ящерицы, утратившие эту способность, плохо защищены и быстро становятся жертвами инвазивных змей.