Лето: Секреты выживания растений и животных в сезон изобилия - Бернд Хайнрих

Самец лесной лягушки обхватил самку, которая поплывет с ним на место икрометания

Затем самка отправляется покатать на себе прицепившегося самца. Она плывет к тому месту пруда, где и остальные лягушки будут метать икру. Самец не отпустит ее, пока она не отложит комок размером с грецкий орех из нескольких сотен икринок; он выпустит на них сперму и тогда же ослабит хватку вокруг самки. Та почти сразу покинет водоем. Возможно, они последний раз в жизни видят открытую воду, кроме редких счастливцев, которые сумеют прожить еще один год. Те, кто выживут, обязательно вернутся в тот же водоем. Ученые многое выяснили об этих интереснейших животных, а много о чем еще стоит поразмыслить, но у меня возникло несколько вопросов.

Где «гнездятся» лесные лягушки и почему они делают это группами?

Для размножения и личиночного этапа жизни лесных лягушек необходима вода, и многое об их специфическом поведении можно понять, если знать, что их образ жизни приспособлен к размножению во временных водоемах – таких, которые пересыхают еще в начале лета. Целых 20 лягушек отложили яйца в дорожной колее у нас за домом, а она обычно высыхала еще до вылупления головастиков. Впрочем, лягушки не могут предугадать, сколько продержится вода в какой-то определенной луже. Тысячи их размножаются в бобровой запруде у нашей дороги. Через год после того, как бобры ее сделали, этот пруд уже был населен лягушками. Впрочем, вторая бобровая запруда возле нашего дома за те двадцать пять лет, что я наблюдал за ней, хор лесных лягушек никогда не привлекала. Это как раз постоянный водоем, в котором водятся не только все остальные местные виды лягушек, но, что для лесных лягушек важнее, еще и гольяны, солнечный окунь и сомы. Лесные лягушки размножаются каждый год даже в углублении в скале размером с корыто на холме возле моего лагеря в Мэне. Этой лужи падение уровня грунтовых вод не касается, и я ни разу не видел, чтобы она пересыхала, но и рыба там никогда не водилась. Иначе говоря, лесные лягушки избегают размножаться в водоемах, где есть рыба; чем меньше водоем, тем с большей вероятностью он пересохнет когда-то в течение лета, а следовательно, будет безрыбным. Сами по себе размеры водоема, его постоянный или временный характер роли не играют. Очевидно, взрослые лесные лягушки не выносят рыб, и на то есть веская причина. Их головастики имеют дурную привычку открыто плавать у поверхности воды и питаться там водорослями, вместо того чтобы прятаться у дна, как большинство других головастиков. Когда однажды я выпустил горсть головастиков лесной лягушки в аквариум с местными рыбами, те совершенно вышли из себя и немедленно сожрали их всех до одного.

Может показаться странным, что, хотя лягушки не слишком заботятся о размере, а возможно, и о других физических свойствах лужи или пруда, в котором мечут икру, они тем не менее очень придирчиво выбирают, в каком именно месте водоема ее отложить. Самки очень стараются оставить свои икринки там же, где их уже отложили другие. Собравшиеся в хор самцы тоже находятся поблизости. Но, чтобы увидеть это, пруд должен быть большим. В 5 километрах по дороге от нашего дома есть пруд примерно 200 метров длиной и 50 метров шириной. Там достаточно места, чтобы лягушки могли свободно разместиться, но каждую весну их хор занимает всего несколько квадратных метров на одном краю водоема, и почти все самки, какие есть, мечут икру там, в одной большой куче. Почему?

Хотя самка откладывает комок икринок размером всего лишь с грецкий орех, за несколько часов он раздувается до габаритов бейсбольного мяча, потому что желатин, окружающий каждую икринку, набирает воду. Когда сотни отдельных кладок помещаются близко друг к другу, получается сплошное пространство желе, густо усаженное черными икринками (снизу они белые и, если их перевернуть, возвращаются в исходное положение). По-видимому, самке лесной лягушки кажется правильным плыть туда, где остальные уже отнерестились или собираются это сделать. Можно сказать, что они «ориентируются на большинство». А самец, чтобы выпустить сперму, ориентируется на икру, которую выпускает самка. Лягушки не понимают связи между этими своими действиями, как и их конечного эволюционного смысла или последствий. Да им и не нужно.

Я подумал, что лягушки могут собирать кладки икры так, чтобы повышалась ее температура и головастики вылуплялись быстрее. Я достал электронный градусник, которым до этого в основном измерял температуру тела у пчел, и с увлечением занялся тем, чтобы заходить в ледяную воду разных водоемов и мерить температуру по краям. Я не нашел доказательств того, что комки икры располагаются в сравнительно более теплых частях водоемов, так что лягушки не ищут или не находят в своих прудах «горячих точек». Но температура все же может быть важна для расположения икры.

Верхняя черная часть икринок лесных лягушек должна поглощать солнечное тепло, но в прохладной воде вокруг икринок оно быстро рассеивалось бы за счет естественной конвекции. Однако большая масса желатина, в которой заключены икринки, должна мешать движению воды и может способствовать удержанию тепла. Чем больше действующая масса, тем меньше теплопотери в центре. Чтобы выяснить, получается ли существенный эффект, я измерил температуру десятков комков икры относительно температуры окружающей их воды и сравнил обособленные и сборные сгустки икры. Результат: сборные сгустки икры в тени имеют примерно ту же температуру, что и вода вокруг. Однако на ярком солнце одиночные комки икры прогревались в среднем на 2 °C выше температуры воды вокруг, а сгустки из десяти и более икорных комков были нагреты выше температуры воды на 5–7 °C.

Температура влияет на скорость развития икринок. Чтобы выяснить, насколько именно, я принес комки икры в лабораторию и засек время, за которое вылупятся головастики. В лесных водоемах я намерил температуру икры от 6 °C до 26 °C, и икра, содержавшаяся в лаборатории при температуре ниже 5 °C или выше 30 °C, не проклюнулась. В пределах этого диапазона скорость развития эмбрионов прямо зависела от температуры. Например, икринки при 8 °C развивались до вылупления головастиков 13 дней, а при 20 °C – 6 дней. Таким образом, в пределах физиологически допустимого разброса температур каждое повышение на 1,5 °C температуры икры ускоряет выход головастиков на день. Это может оказаться огромным преимуществом, поскольку лужи из растаявшего снега, в которых нерестятся лесные лягушки, летом очень недолговечны.

Закончив проводить измерения, я был приятно удивлен, но и слегка разочарован, узнав, что действительно находился на верном пути. Как оказалось, идею о том, что комки икры соединяются ради нагрева, уже высказывали. Брюс Уолдман из Корнелльского университета опубликовал подробное исследование за десять лет до моей гипотезы. Он обнаружил, что наружные края икорной массы лесных лягушек нагреваются на несколько градусов выше температуры воды, в то время как центры греются еще на 3 °C сильнее.

Почему лесные лягушки кричат?

До своих изысканий я знал ровно об одной теории, прочно укоренившейся в научной литературе о лягушках и жабах: что самцы соревнуются в привлечении партнерш с помощью громких звуков, а выбор остается за самками. Подобно пению птиц и многих насекомых (из них наиболее широко известны сверчки, кузнечики и цикады), крики лягушек – это реклама: самец таким образом привлекает внимание к себе или к каким-то своим ресурсам, которые нужны самкам для размножения. Мне не известно ни одной публикации, где сообщалось бы об исключении из этой трактовки. Биологи согласны, что вокруг криков строится состязание между самцами, в ходе которого самки могут оценивать и выбирать их. Вероятно, если несколько кричащих самцов находятся рядом друг с другом, сравнивать их еще легче, и выбор получается еще более качественным. Сборища самцов, куда самки прибывают, чтобы спариваться, считаются своеобразной ярмаркой знакомств, где самцы выставляют свои достоинства (если могут, или если эти достоинства позволяют самцу вступить в соревнование, или то и другое вместе). Самки обычно выбирают из участников лишь несколько особей. А как обстоит дело у лесных лягушек? Я подозревал, что иначе. И на сей раз обращался не только к самим лягушкам, но и к литературе.