Стеклянные лягушки достигают прозрачности, упаковывая эритроциты в печень с зеркальным покрытием

Новое исследование показывает, что стеклянные лягушки, известные своей очень прозрачной нижней частью и мышцами, совершают свои «действия исчезновения», убирая почти все свои эритроциты в свою уникальную отражающую . Исследование, проведенное учеными из Американского музея естественной истории и Университета Дьюка, публикуется в пятницу в журнале. Наука. Работа может привести к новым направлениям исследований, связанных со сгустками крови, которых лягушки каким-то образом избегают, ежедневно собирая и распаковывая около 90 процентов своих эритроцитов в печени.


«В мире насчитывается более 150 известных видов стеклянных лягушек, и все же мы только начинаем узнавать о некоторых действительно невероятных способах их взаимодействия с окружающей средой», — сказал соавтор исследования Джесси Делия, постдокторант Герстнера. в отделе герпетологии музея.

Стеклянные лягушки, обитающие в американских тропиках, — это ночные амфибии, которые проводят свои дни, спя вверх ногами на полупрозрачных листьях, которые соответствуют цвету их спины — обычная тактика маскировки. Их животики, однако, демонстрируют нечто удивительное: полупрозрачную кожу и мышцы, которые позволяют видеть их кости и органы, что дало название стеклянной лягушке. Недавние исследования показали, что эта адаптация маскирует очертания лягушек на лиственных насестах, что затрудняет их обнаружение хищниками.

Прозрачность — распространенная форма маскировки среди животных, живущих в воде, но редко встречающаяся на суше. У позвоночных трудно добиться прозрачности, потому что их кровеносная система заполнена красными кровяными тельцами, взаимодействующими со светом. Исследования показали, что ледяная рыба и личинки угрей достигают прозрачности, не производя гемоглобина и эритроцитов. Но согласно результатам нового исследования стеклянные лягушки используют альтернативную стратегию.

«Стеклянные лягушки преодолевают эту проблему, фактически скрывая эритроциты от глаз», — сказал Карлос Табоада, соавтор исследования из Университета Дьюка. «Они почти приостанавливают свою дыхательную систему в течение дня, даже при высоких температурах».

В Университете Дьюка исследователи использовали технику, называемую фотоакустической визуализацией, которая использует свет, чтобы вызвать распространение звуковых волн от эритроцитов. Это позволяет исследователям картировать расположение клеток внутри спящих лягушек без ограничений, контрастных веществ, жертв или хирургических манипуляций, что особенно важно для этого исследования, потому что прозрачность стеклянной лягушки нарушается активностью, стрессом, анестезией и смертью.

Исследователи сосредоточились на одном конкретном виде стеклянной лягушки. Гиалинобатрахиум флейшманни. Они обнаружили, что стеклянные лягушки в состоянии покоя увеличивают прозрачность в два-три раза, удаляя почти 90 процентов эритроцитов из кровообращения и помещая их в печень, содержащую отражающие кристаллы гуанина. Всякий раз, когда лягушкам нужно снова стать активными, они возвращают эритроциты в кровь, что дает лягушкам возможность передвигаться — в этот момент поглощение света этими клетками нарушает прозрачность.

У большинства позвоночных агрегация эритроцитов может привести к потенциально опасным тромбам в венах и артериях. Но у стеклянных лягушек не происходит свертывания крови, что поднимает ряд важных вопросов для биологических и медицинских исследователей.

«Это первое из серии исследований, документирующих физиологию прозрачности позвоночных, и мы надеемся, что оно будет стимулировать биомедицинскую работу по превращению экстремальной физиологии этих лягушек в новые цели для здоровья человека и медицины», — сказала Делия.