Лягушки Аляски зимуют за счёт увеличенной печени

Чтобы обеспечить себя достаточным количеством криопротекторов, северные лягушки к осени–зиме увеличивают собственную печень.

Древесную (или лесную) лягушку Rana sylvatica можно встретить там, куда обычные амфибии заходить поостереглись бы: R. sylvatica обитает на севере США, на Аляске и в Канаде. Нет нужды объяснять, что за климат царит в этих местах, однако героиня нашей заметки каким-то образом выдерживает местные холода и с лёгкостью переносит замерзание в собственном теле двух третей объёма жидкости.

Джонатан Констанцо вместе с коллегами из Университета Майами в Оксфорде (США) не первый год пытается разгадать загадку морозоустойчивости этих амфибий. Обычно животные в таких случаях накапливают побольше веществ-криопротекторов — глюкозы, мочевины, глицерина и т. д., которые снижают температуру замерзания, из-за чего кровь и прочие биологические жидкости остаются незамерзающими при температурах заметно ниже 0 ˚C. И для лягушек, живущих, например, в Огайо, этого вполне достаточно, поскольку температура в этом штате обычно не падает ниже -5 ˚C. Но на Аляске бывает и -30 ˚C, так что исследователи решили изучить аляскинскую популяцию амфибий подробнее, чтобы выявить все добавочные уловки, защищающие от замерзания.

Лягушек отлавливали и переправляли в лабораторию, где им устраивали осень «по-аляскински», постепенно уменьшая продолжительность светового дня и снижая температуру. Их подвергали разным режимам охлаждения: одних держали две недели при -16 ˚C, других — 12 недель при -4 ˚C. Однако, как пишут исследователи в Journal of Experimental Biology в любом случае аляскинские лягушки довольно быстро приходили в себя после «зимовки»: в среднем пробуждение занимало у них около двух дней. R. sylvatica, которые жили южнее, просыпались намного дольше.

Зоологи обнаружили одно разительное отличие южных лягушек от северных: их печень имела разный размер. У южных она составляла всего 8% от общей массы тела, а у аляскинских амфибий к осени и зиме достигала 22%.

Такая огромная печень, по мнению учёных, нужна лягушкам, чтобы иметь большой запас гликогена, из которого получается глюкоза, служащая криопротектором. На производство гликогена у лягушек идут жиры и даже некоторые мышечные белки.

Кроме того, в плазме крови осенне-зимних аляскинских лягушек очень сильно (в 10 раз) повышался уровень мочевины.

Чтобы пережить северные холода, R. sylvatica нужно в несколько раз больше криопротекторов, что, в частности, и заставляет амфибий «раскармливать» собственную печень. Однако исследователи отмечают, что суммарная концентрация всех растворённых веществ в плазме крови северных лягушек оказывается больше той, которую можно посчитать, сложив концентрации глюкозы, мочевины и других известных веществ. А это значит, что аляскинские R. sylvatica пользуются ещё какими-то биохимическими уловками, какими-то дополнительными веществами, которые нам пока что неизвестны.

Подготовлено по материалам Университета Майами в Оксфорде.