Два ученых из Уппсальского университета (Швеция) изучали влияние температуры на рост и развитие лягушки (Pelophylax lessonae) — вида, которому для размножения требуется относительно теплая среда, и чтобы его личинки или головастики могли нормально развиваться.Исследование, опубликованное в журнале «Evolutionary Applications», объясняет, как головастики из всех изученных регионов в Швеции, Латвии и Польше растут с одинаковой скоростью в условиях низких температур. Однако в улучшенных условиях — т.е. более высокие температуры — головастики лягушек, населяющих Швецию, могут расти быстрее, чем головастики, обитающие в Центральной Европе (Польша и Латвия).«Поскольку в Швеции более короткие периоды высоких температур, чем в Польше и Латвии, эта повышенная способность к росту в теплых условиях позволяет этой лягушке в полной мере использовать преимущества коротких периодов высоких температур.
В результате она может завершить свой жизненный цикл — который в значительной степени зависит от высоких температур — в высоких широтах, таких как Скандинавия », — сказал Герман Оризаола, испанский ученый, соавтор исследования и исследователь кафедры экологии и генетики Уппсальского университета.В Швеции этот вид не начинает размножаться до тех пор, пока температура воды в пруду не достигнет около 16 ºC — почти никогда не раньше середины или конца мая. Напротив, другие виды лягушек, такие как Rana temporaria и Rana arvalis, начинают размножение намного раньше (на два месяца раньше), как только пруды начинают таять.
«Учитывая, что с наступлением осени температура в пруду падает до уровней, препятствующих дальнейшему развитию головастиков, период времени, который у личинок лягушки есть для развития в северных широтах, очень ограничен», — утверждает исследователь.Для проведения исследования исследователи посетили район Балтийского моря, населенный популяциями лягушек, в мае 2006 года — период размножения этого вида — и начали сбор образцов в Польше. В каждом регионе образцы икры лягушки были собраны у десяти разных самок, чтобы генетическая изменчивость популяции была хорошо представлена.
«После того, как все образцы икры лягушки были собраны, мы вернулись в нашу лабораторию в Уппсальском университете, где проводились эксперименты. Образцы икры лягушки, взятые из трех регионов Швеции, были собраны в начале июня — времени, когда вид в этом регионе начинает воспроизводство », — отмечает Оризаола.После того, как образцы икры лягушки были доставлены в лабораторию, исследователи провели эксперимент в двух комнатах с контролируемой температурой: в одной была установлена температура 19 ºC (низкая температура для этого вида), а в другой — 26 ºC (высокая температура). Затем в обеих этих комнатах исследователи разводили головастиков из разных образцов лягушачьей икры, собранных в каждом регионе.
Степень пластичности, соответствующая каждой изучаемой характеристике, определялась для каждой пробы икры лягушки путем сравнения этих характеристик среди братьев и сестер, выращенных при двух разных температурах. Большая разница в показателях роста и развития головастиков, выращенных при разных температурах, указывает на большую пластичность.Пластичность — их гарантияДва аспекта, которые играют решающую роль в развитии личинок земноводных, — это продолжительность личиночной стадии и размер молоди лягушек, когда происходит метаморфоз.
В идеале наиболее выгодный сценарий — завершить метаморфозу как можно быстрее и максимально взвесить.
Эксперт добавляет, что «тот факт, что головастики, разводимые в Швеции, могут максимизировать свой рост в короткие периоды высоких температур, характерных для этих широт, свидетельствует о повышенной пластичности шведских лягушек».Эта способность организмов разрабатывать различные критические стратегии (разные фенотипы) в ответ на разные условия окружающей среды — без необходимости изменять свой генетический состав — позволяет этим личинкам лягушек выжить.Это может быть одной из ключевых черт, объясняющих выживание этих популяций в изначально неблагоприятных климатических условиях, поскольку виды, столь сильно зависящие от тепла, едва ли могут поддерживать популяции в таких северных широтах, как центральная Швеция.
"Повышенная пластичность головастиков из шведских регионов демонстрируется тем фактом, что, хотя между тремя географическими районами нет различий в темпах роста при низких температурах, шведские личинки обладают способностью расти гораздо быстрее, чем личинки из Польские или латвийские регионы подвержены воздействию высоких температур », — заключает исследователь.