Ученые объяснили странные формы лягушачьих черепов

Несмотря на то что многие лягушки выглядят как наполненные водой шарики, обманываться не стоит. У некоторых из них под кожей скрываются костные шипы, острые зазубрины и сложные гребни. Ученые из Флоридского музея естественной истории в США попытались разобраться в эволюции лягушачьих черепов и функциях костных наростов. Статья об этом будет опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Для своей работы исследователи использовали трехмерные данные о форме и структуре черепов 158 видов лягушек, которые представляют все живущие ныне семейства этих существ. Некоторые черепа покрыты замысловатыми сетями ямок, гребней, наростов и бороздок: это свойство называют скелетной гипероссификацией. Приняв во внимание эволюционную взаимосвязь видов, ученые пришли к выводу, что различные виды лягушек, независимо друг от друга, приобретали гипероссификацию черепа как минимум 25 раз. Виды с одинаковым рационом и схожими защитными стратегиями развивали такую черту, даже будучи разделенными миллионами лет эволюции.

«Внешне лягушки могут выглядеть одинаково, но если взглянуть на их черепа, вы увидите резкие различия, — говорит ведущий автор исследования Даниэль Палух. — Наиболее странные черепа обнаружены у лягушек, которые питаются млекопитающими и птицами, используют свои головы в качестве щита или являются ядовитыми».

Последнее объемное исследование лягушачьих черепов было опубликовано еще в 1973 году. С тех пор количество детально описанных видов этих земноводных удвоилось. При этом увеличилось и число методик, которые применяются для их изучения. Так, для своей работы Палух и его коллеги пользовались данными по 36 различным анатомическим ориентирам, полученными посредством компьютерной томографии лягушек в рамках международного проекта oVert по изучению позвоночных.

Ученые заметили, что гипероссификация и причудливые выросты на черепе проявляются в основном у тех видов, которые питаются очень крупной добычей либо используют свои головы для защиты. По мнению исследователей, борозды и впадины на черепе служат дополнительными точками для приложения мышечных усилий и дают большую силу сжатия челюстей для укуса или удержания жертвы.

Шипы и острые выросты необходимы лягушкам для защиты от врага. Когда более крупный хищник кусает их за голову, черепные выросты протыкают расположенные под кожей ядовитые железы, а затем наносят рану нападающему.

Многие специалисты по изучению земноводных придерживаются версии о том, что лягушки развили черепную гипероссификацию, чтобы накапливать в черепе воду и выживать в условиях отсутствия влаги. Но новое исследование показало, что причудливые формы черепа встречаются у видов, которые обитают в самых разных условиях: на суше, в воде, под землей и на деревьях.

Тем не менее среда обитания оказывает значимое влияние на лягушачий череп. Например, у водных видов черепа в основном плоские, а у тех, которые копают норы, — относительно короткие, но заостренные.

Работа Палуха и его коллег дала много полезной информации, но в целом лягушки остаются не слишком изученными существами. «Как ни странно, нам легче создавать красивые изображения черепов, чем знать, чем питаются эти лягушки», — резюмируют ученые.