Открытие нового вида лягушек, демонстрирующих поразительную устойчивость к яду шершней, включая крупнейшего в мире азиатского гигантского шершня (Vespa mandarinia), знаменует собой важный шаг в биологических исследованиях. Эколог Синдзи Сугиура из Университета Кобе обнаружил, что чернопятнистые прудовые лягушки (Black-spotted pond frog) способны без вреда для себя поедать этих опасных насекомых, что делает их потенциально ценным модельным организмом для изучения механизмов толерантности к яду в животном мире.
Для большинства живых существ, включая человека, укус шершня представляет серьезную угрозу. Он может вызывать сильную боль, повреждение тканей, а также тяжелые системные реакции, такие как разрушение эритроцитов и нарушение сердечной деятельности, которые в некоторых случаях могут оказаться смертельными. Известно, что некоторые животные – птицы, пауки и даже другие виды лягушек – охотятся на шершней. Однако до недавнего времени оставалось неясным, как именно этим хищникам удается справляться с опасным ядом: избегают ли они укуса или каким–то образом противостоят его последствиям. Синдзи Сугиура отмечает, что, хотя исследования содержимого желудков прудовых лягушек ранее показывали наличие шершней в их рационе, экспериментальных данных, объясняющих этот феномен, не существовало.
Чтобы прояснить этот вопрос, доктор Сугиура провел серию контролируемых лабораторных экспериментов. Он предлагал отдельным взрослым прудовым лягушкам рабочих особей трех различных видов шершней: Vespa simillima, V. analis и V. mandarinia. Каждая лягушка участвовала в тесте лишь единожды, а размер шершней подбирался в соответствии с размером лягушки – так, наиболее крупные особи азиатского гигантского шершня (V. mandarinia) предлагались более крупным лягушкам.
Результаты, опубликованные в журнале Ecosphere, оказались весьма впечатляющими. Было убедительно показано, что взрослые прудовые лягушки активно нападали на рабочих особей всех трех видов шершней. Более того, они успешно съедали насекомых: 93 % лягушек справились с V. simillima, 87 % – с V. analis и 79 % – с V. mandarinia. При этом лягушки подвергались укусам прямо в ротовую полость и даже в глаза, что для многих других животных было бы фатальным. «В то время как мышь схожего размера может погибнуть от одного укуса, лягушки не проявляли заметных признаков вреда даже после многократных укусов. Такой необычайный уровень сопротивляемости мощному яду делает это открытие уникальным и захватывающим», – подчеркивает Сугиура.
Предшествующие исследования уже демонстрировали, что болевые ощущения, вызываемые укусами жалящих насекомых, не всегда коррелируют со смертоносностью их яда. Некоторые виды пчел, ос и муравьев наносят чрезвычайно болезненные, но не смертельные укусы, в то время как другие вызывают минимальную боль, но обладают высокотоксичным ядом. Это позволяет предположить, что прудовые лягушки в данном исследовании могли развить двойную устойчивость – как к болевым, так и к вредоносным эффектам яда шершней, что позволяет им успешно охотиться и поглощать этих опасных насекомых.
Синдзи Сугиура отмечает, что это открытие ставит перед учеными ряд важных вопросов для дальнейших исследований. Теперь предстоит выяснить, обладают ли прудовые лягушки особыми физиологическими механизмами, такими как специальные барьеры или уникальные белки, которые снижают боль и токсичность яда шершней. Или же дело в том, что токсины шершней просто неэффективны для земноводных, которые редко нападают на колонии этих насекомых. Эти лягушки, таким образом, могут стать ключевыми модельными организмами для изучения того, как позвоночные развивают устойчивость к ядам и боли.
Исследование было проведено при финансовой поддержке Японского общества содействия развитию науки (Japan Society for the Promotion of Science KAKENHI), гранты JP23K18027 и JP24K02099.
