Ядовитые лягушки со слабой защитой сохраняются в генофонде наряду с более сильными конкурентами

Международная команда эволюционных биологов исследовала, как два типа ядовитых лягушек сосуществуют, когда можно было бы ожидать только один тип. Их новаторское исследование раскрывает условия, при которых разнообразие процветает вопреки вероятности, и предлагает новые взгляды на химическую защиту. Результаты были опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) 2 сентября 2019 года.

Окрасочная древолазка (Dendrobates tinctorius) из Французской Гвианы имеет жёлтые полосы, отпугивающие хищников, но у некоторых особей полосы белые. Это аномалия эволюции, поскольку хищники учатся избегать предупреждающей окраски через негативный опыт, а редкие предупреждающие цвета сложнее запомнить.

Команда под руководством доктора Бибианы Рохас из Университета Йювяскюля и доктора Дж.П. Лоуренса из Калифорнийского университета в Ирвайне предлагает эволюционные объяснения того, как природа позволяет редким предупреждающим сигналам сохраняться.

Редкие или слабые сигналы могут сохраняться под защитой более сильных сигналов. Хищники учатся избегать более неприятных жёлтых лягушек и обобщают это избегание на белых лягушек. Хотя более сильная защита жёлтых лягушек должна позволить им со временем вытеснить белых, геномный анализ показал, что популяция белых лягушек генетически отделена от жёлтых. Таким образом, разнообразие может существовать внутри одной популяции (из-за обобщённого обучения хищников) и между разными популяциями (из-за генетической изоляции).

Новые методы измерения химической защиты

Исследователи столкнулись с отсутствием установленного метода для количественной оценки реакции хищника на химическую защиту. Эта трудность превратилась в одно из главных достоинств исследования, так как им удалось разработать новый метод.

Новый метод повышает экологическую релевантность и точность измерения взаимодействий хищник-жертва. Предыдущие исследования предполагали, что важна только токсичность, и измеряли её, вводя мышам защитные химические вещества. Но выживание и эволюция жертвы зависят от того, будет ли она съедена или выплюнута, а не от биохимии крови хищника. Поэтому исследователи использовали экстракты кожи, смешанные с овсом, чтобы получить отдельную меру неприятности вкуса. Они показывают, что токсичность и неприятность вкуса лучше рассматривать независимо.

«Самый большой сюрприз заключался в том, что лягушки с большим количеством токсинов в коже не обязательно являются теми, которых птицы находят наиболее невкусными. Это открытие ставит под сомнение предыдущие предположения, что наиболее токсичный означает наиболее неприятный», — говорит Рохас.