Адаптации амфибий Урала
Амфибии — удивительные существа, чьи жизненные циклы отражают миллионы лет эволюции. На Урале, где климат отличается резкими перепадами температур, земноводные демонстрируют уникальные стратегии выживания. Местные виды лягушек и тритонов приспосабливаются к экстремальным условиям уральской горной страны.
Неотения: вечная молодость или эволюционная хитрость?
Неотения — явление, при котором личинки амфибий становятся половозрелыми. Например, у аксолотля (личинки мексиканской амбистомы) неотения позволяет размножаться без перехода во взрослую форму.
В суровом уральском климате могут наблюдаться подобные явления, но крайне редко. Для большинства уральских амфибий зимовка в стадии личинки — почти невозможная задача. Однако в 1976 году был зафиксирован единственный достоверный случай успешной зимовки личинки сибирского углозуба (Salamandrella keyserlingii). Эта особь завершила метаморфоз в мае, что стало уникальной находкой. Такие случаи редки из-за суровых зим, но они показывают, что даже в экстремальных условиях возможны исключения.
В суровых условиях Урала появляется такой механизм, ка ретардация — замедление развития. Например, гребенчатый тритон (Triturus cristatus), чей естественный ареал находится западнее Урала, приспособился к местным холодам. Личинки, не успевшие пройти метаморфоз из-за короткого лета, зимуют в карстовых озёрах и затопленных карьерах как в Свердловской (пос. Большое Кошаево), так и в Челябинской (пос. Шемаха; окрестности г. Куса) областях.
Исследования показали, что часть перезимовавших сеголетков гребенчатого тритона в Свердловской области сохраняют рудименты жабр даже после зимовки.
Городские вызовы: как амфибии меняются под давлением урбанизации
В Екатеринбурге и других городах Урала амфибии сталкиваются с загрязнением воды, фрагментацией местообитаний и изменением микроклимата. Учёные провели морфологический анализ 1017 особей обыкновенного тритона (Lissotriton vulgaris) и обнаружили, что в загородных популяциях 83% особей имеют 13 туловищных позвонков. В городских водоёмах преобладают особи с 14 позвонками (до 71%), что связано с удлинённой водной фазой из-за нехватки площади наземных местообитаний.
Эти изменения — последствия гетерохронии, они связаны с продолжительностью фаз жизненного цикла амфибий, когда сроки развития отдельных органов смещаются. Такие модификации помогают выжить в бетонных джунглях, но могут снижать устойчивость популяций к различным лимитирующим факторам.
Инвазивные виды: нежданные гости с юга
Озёрная лягушка (Pelophylax ridibundus) — южный вид, случайно занесённый на Урал и достоверно обитающий в Екатеринбурге начиная с 1967 года. Учёные отслеживают как приспосабливается этот вид к местным экосистемам. Весной 2023 г. в Мугоджарах (Казахстан) обнаружены личинки, пережившие зимовку редкий случай для северных популяций у этого вида. Кроме этого установлено, что в родниковых водоёмах северного Казахстана головастики зимуют и появляются метаморфы длиной до 38 мм, что на 20% крупнее сородичей из естественного ареала в Грузии.
В 1985 г. в Грузии найден гигантский головастик озёрной лягушки длиной 11 см — пример крайней ретардации!
Почему уральские амфибии не могут позволить себе «медленный старт»?
Для местных видов, таких как сибирский углозуб (Salamandrella keyserlingii) и остромордая лягушка (Rana arvalis), скорость развития критична. Холодное лето диктует жёсткие правила:
Головастики завершают метаморфоз за 60–80 дней (для сравнения: у южных видов — до 2 лет).
Задержка всего на 10–15 дней приводит к гибели 90% молоди (данные мониторинга 1976–2024 гг.). У бурых лягушек сроки завершения метаморфоза в популяциях центральной и северной части их ареалов находятся под жёстким контролем отбора, поскольку климатические условия делают невозможным перезимовку головастиков в водоёмах, а особи, завершившие метаморфоз в самом конце тёплого сезона, не успевают подготовиться к зимовке.
