Биологи выяснили, почему лягушки зелёные

Учёные разгадали секрет зелёной окраски лягушек, имеющих прозрачную кожу.
Фото Santiago R. Ron.

Что придаёт лягушкам с почти прозрачной кожей камуфлирующий зелёный цвет? Учёные нашли ответ на этот вопрос, изучив удивительный трюк эволюции.

Достижение описано в научной статье, опубликованной в журнале PNAS.

Оттенки внутреннего мира

Если у них не будет маскировочной окраски, их просто съедят. Что же придаёт этим амфибиям столь ценимый экологическими активистами цвет?

Кожа большинства видов квакушек богата специальными окрашивающими клетками – хроматофорами. Так что Иван Царевич, взяв в руки сброшенную невестой лягушачью кожу, наверняка убедился бы, что она зелёная.

Однако существуют сотни видов лягушек, кожа которых бедна хроматофорами и почти прозрачна. То есть квакающая царевна могла бы предстать перед женихом и в полупрозрачном одеянии (но это была бы уже не детская сказка).

Правда, лягушку с прозрачной кожей Иванушке трудно было бы обнаружить в родном болоте. Зато их много в лесах Южной Америки, Юго-Восточной Азии и Мадагаскара.

Эти тропические амфибии буквально зелены внутри. У них бесцветная кожа, зато мягкие ткани, лимфатическая жидкость и даже кости ярко окрашены. Но чем?

Позеленевшие от яда

Специалисты давно знают, что в зелёных тканях лягушек в огромных концентрациях присутствует биливердин. Это зеленоватый пигмент, входящий в состав желчи и образующийся при распаде гемоглобина. Характерный зеленоватый оттенок некоторых синяков связан именно с его присутствием.

Казалось бы, это и есть ответ: биливердин и придаёт тканям необычную окраску. Однако не всё так просто.

Во-первых, биливердин сам по себе скорее слегка зеленоватый, нежели ярко-зелёный. Как в таком случае ткани, богатые этим веществом, получают свою насыщенную окраску?

Во-вторых, этот пигмент при попадании в кровь и ткани оказывает токсические эффекты. Поэтому организм большинства позвоночных (в том числе и человеческий) устроен так, чтобы биливердин в нём не накапливался. Разве что при заболеваниях печени наблюдается повышенная (и опасная) концентрация этого соединения в тканях.

Но в зелёных тканях лягушек содержание биливердина вчетверо больше, чем у человека даже при самых тяжёлых патологиях печени, и в двести раз больше, чем у квакушек, окрашенных хроматофорами. Как амфибии выживают при такой концентрации ядовитого вещества в своих организмах?

Особый биохимический механизм придаёт тканям лягушки выраженный зелёный цвет.
Фото Andres E. Brunetti.

Перекрасить и обезвредить

Чтобы ответить на эти вопросы, биологи подробно изучили состав окрашенных тканей древесной лягушки вида Boana punctata, обитающей в Южной Америке.

Учёные обнаружили у животного особый белок, который они назвали биливердин-связывающим серпином (БСС). Связываясь с молекулой биливердина, БСС меняет её форму. В результате меняется длина волны отражаемого молекулой света, и биливердин становится голубовато-зелёным. Этот цвет накладывается на жёлтую окраску, которую придают тканям некоторые другие пигменты, и в итоге получается тот самый "лягушачий" зелёный.

По-видимому, БСС меняет и химические свойства биливердина, делая его менее ядовитым. Это и позволяет амфибиям выдерживать невиданные концентрации опасного вещества, беззаботно квакая.

Интересно, что эволюция повторяла это своё изобретение снова и снова. По подсчётам авторов научной статьи в эволюционной истории лягушек БСС независимо возникал более 40 раз в 11 различных семействах.