Сотрудники
лаборатории Биоценологии Института биологических проблем Севера ДВО РАН (проф. Д.И. Берман, в.н.с. Н.А. Булахова и с.н.с. Е.Н.
Мещерякова) опубликовали в журнале “Scientific
Reports” (издательство
“Nature”) статью об
открытии феноменальной для амфибий адаптации.
Со
статьей можно ознакомиться здесь: https://rdcu.be/bk93A
На значительной части Северной Азии, а
также в Монголии и Китае один из широко распространенных и массовых видов
амфибий – сибирская лягушка (Rana amurensis). В самом
холодном зимой регионе России – Якутии она обитает вплоть до 71°с.ш., и в
долине средней Лены почти столь же многочисленна, как и на юге Дальнего
Востока.
Вероятно, из-за столь северного
распространения этот вид долгое время считался одним из самых холодоустойчивых
среди амфибий. Однако в 2015 г. сотрудники лаб. биоценологии убедительно
показали, что R. amurensis не
переносит длительного охлаждения ниже -2.5°C, и, значит, не может
зимовать в холодных регионах (в том числе, на вечной мерзлоте) на суше, а лишь в непромерзающих водоемах. Однако,
для многих территорий северной Азии характерна «заморность» водоемов (катастрофическое
падение концентрации О2 в зимнее время).
Считается, что распространение зимующих
в воде видов может быть ограничено именно “заморами”. До настоящего времени существовало мнение, что
лягушки переносят гипоксию лучше, чем млекопитающие, но много хуже, чем пресноводные
черепахи или рыбы: лишь немногие европейские и американские виды Rana способны
ограниченное время существовать при 2.5–2.6 мг/л О2 и кратковременно
(3–7 дней, включая коматозное
состояние) - при аноксии. Проведенные сотрудниками ИБПС ДВО РАН исследования
концентрации растворенного кислорода в зимовочных водоемах сибирской лягушки в
различных частях ареала показали, что она падает до 0–2.1 мг/л, не вызывая
массовой гибели лягушек (в отличие от рыбы при ”заморах“). В лабораторных
экспериментах R. amurensis оказалась
способна существовать до 97 дней в герметически закрытых небольших емкостях с
водой в условиях почти полной аноксии (менее 0.2 мг/л О2) при
температуре 2–3°C, сохраняя
способность реагировать на внешние раздражители. Таким образом, было показано,
что сибирская лягушка зимой, сохраняя активность, обходится без кислорода (не
дышит) и переходит на анаэробный обмен.
Уникальная способность, несомненно,
способствовала колонизации сибирской
лягушкой наиболее холодных районов Северной Азии, где подавляющее
большинство непроточных непромерзающих водоемов, в том числе на вечной
мерзлоте, зимой почти полностью лишены кислорода.
Выявленная адаптация животных к
длительной экстремальной гипоксии в активном состоянии – первый известный
случай такого рода в классе амфибий. Это способность, вероятно, позволит
использовать сибирскую лягушку как уникальную модель для разработки терапии
заболеваний, связанных с тканевой гипоксией – сердечно-легочных, мозговых,
сосудистых и др.