Клей на морде: как липкие выделения лягушек защищают их от нападения

В реальности многие виды лягушек вырабатывают яд в коже, но некоторые нашли более необычный способ защиты.

Биологические клеи: история старше слизи

Многие животные производят "биологические адгезивы" — естественно выделяемые липкие материалы, важные для выживания. Например:

• Мидии и усоногие раки используют постоянный клей для прикрепления к поверхностям.
• Морские звёзды применяют временный клей для передвижения.
• Пауки создают шёлк для ловли добычи.

У наземных позвоночных есть примеры "сухой" (гекконы) и "влажной" (некоторые древесные лягушки) адгезии.

Липкие выделения: неожиданный механизм защиты

Хотя исследования защитных механизмов кожи амфибий обычно фокусируются на токсинах, у небольшого числа видов (включая китайскую исполинскую саламандру) развилась более редкая и липкая стратегия выживания: клей.

Пример: томатный узкорот (помидорная лягушка).

При стрессе (например, нападении хищника) кожа животного выделяет густую жидкость, которая за секунды становится чрезвычайно липкой. Эта вязкая слизь, превращаясь в клей, покрывает пасть и морду хищника, мешая ему проглотить лягушку и давая ей время сбежать.

По эволюционному следу слизи

Хотя клей — редкая черта у лягушек, он независимо эволюционировал несколько раз у видов на разных континентах (Мадагаскар, Бразилия, Австралия).

Исследования с использованием технологий от кубиков Lego до наноразмерных микроскопов показали:

1. Базовые ингредиенты для создания этого клея есть почти у всех животных, включая человека.
2. Только амфибии эволюционно развили необходимый "инструментарий" для превращения этих ингредиентов в клей.
3. Даже среди амфибий эту способность развили лишь немногие виды.

Например, мозамбикская дождевая лягушка, отделённая от томатного узкорота примерно 100 миллионами лет эволюции, использует те же базовые ингредиенты и инструментарий для создания своего адгезивного секрета. Этот клей, в частности, используется для приклеивания самцов к самкам.

От биологии к биомиметике: решение для хирургии

Клей лягушек является быстродействующим и гибким, что открывает огромный потенциал для практического применения в области биомиметики (подражания биологическим процессам).

Медицинские адгезивы, вдохновлённые лягушачьим клеем, могут использоваться в качестве хирургических герметиков, поскольку они:

• Прочные
• Нетоксичные
• Способные адаптироваться и прилипать практически к любой поверхности

Исследование впервые точно описало, как клей производится четвероногим животным.