Żabie tajemnice

W gablocie, poza setką żabich figurek, wisiała grafika z bocianem. Ma otwarty dziób, z którego wystają już tylko żabie kończyny, owinięte wokół bocianiej szyi. Pod spodem napis: „Don’t ever give up” (Nigdy się nie poddawaj).

– W pracowni prof. Leszka Bergera toczyło się naukowe śledztwo – mówi z właściwą śledztwu powagą dr Adam Hermaniuk z Wydziału Biologii Uniwersytetu w Białymstoku. – Berger podważył systematykę żab zielonych stworzoną przez Linneusza i przy okazji klasyczne prawo dziedziczenia Mendla. Całkiem sporo jak na fakt, że obiektem jego badań były żaby zielone – dodaje, bierze kubek z kawą, z którego patrzy na mnie żaba, i zaczyna opowiadać o żabim życiu.

GDY ŻABA JEST MŁODA, ważne są dwie sprawy: jak zdobyć pokarm i jak nim nie zostać. Owiane złą sławą i przechadzające się po łąkach bociany rzadko zaglądają na obrzeża stawów, gdzie między wodą a lądem żaba zielona wiedzie swe życie. Za to czaple, choć wyspecjalizowane w polowaniu na ryby, i żabami nie wzgardzą.

Nagrzać swą gładką, silnie unaczynioną skórę i zacząć dzień – brzmi żabia zasada życia. Zmiennocieplność zobowiązuje. Ruch to niemały wydatek energetyczny, a procesy metaboliczne przebiegają sprawniej przy wyższej temperaturze ciała. Dlatego żaby, nim zaczną polowanie, grzeją się w przedpołudniowym słońcu. Potem nie idą daleko, jedzenie samo przylatuje. Zbiorniki wodne są atrakcyjne i ze względów wiecznych: rozmnażają się tu choćby ważki – i doczesnych: przylatują się napić pszczoły.

Hermaniuk: – Czy widziała pani kiedyś żabi język? Jest długi i umięśniony. Tylna część, lekko rozdwojona, wysuwa się i łapie, co może. Przednia, przywierająca do szczęki, zostaje i czeka, by w odpowiednim momencie zwinąć całość z powrotem. Wszystko dzieje się szybko, za szybko, by nasze oko mogło nadążyć.

– Jad pszczół żabom nie przeszkadza? – pytam.

– Nie, co potwierdzają żabie języki. Wystarczy otworzyć pyszczek polującej na pszczoły żaby i zobaczyć, ile jest w niego wbitych żądeł.

ŻABY LUBIĄ TEŻ ZJADAĆ SIĘ NAWZAJEM. Zasada jest prosta i bardzo praktyczna: można zjeść wszystko, co jest mniejsze i nadaje się do połknięcia w całości. Szczątkowe zęby pomagają jedynie przytrzymać ofiarę. Duże gatunki, jak ważąca nawet dwieście gram żaba śmieszka, zjadają z chęcią pisklaki, myszy i mniejsze żaby. – Jeśli zobaczy pani kiedyś nad brzegiem jeziora dwie żaby, najpewniej są tej samej wielkości i nie mogą się nawzajem zjeść, dlatego się tolerują – wyjaśnia Hermaniuk.

Płazy potrafią jednak docenić wewnątrzgatunkowe towarzystwo. O tym, że razem może być bezpieczniej, przypominają sobie zimą. Strategie na przetrwanie są dwie.

Jeśli ma się duży modzel piętowy, czyli wyrostek na stopie, u grzebiuszki ziemnej twardy jak paznokieć, można odpuścić integrację i zakopać się samemu w ziemi – wszystko w zaledwie kilka minut.

Jeśli nie – warto rozważyć wspólne zimowanie. Znaleźć dobrze natleniony zbiornik i liczyć na cud, czyli na to, że drapieżnik nas nie znajdzie. Całe przedsięwzięcie odbywa się w dość niesprzyjających warunkach, a mianowicie w uniemożliwiającym szybką i zdecydowaną reakcję letargu. – Zimujące razem żaby są gotową spiżarnią dla stałocieplnych drapieżników. Wydra czy norka amerykańska potrafią wyjeść znaczną część populacji zimujących razem żab – tłumaczy Hermaniuk.

GDY ŻABA PRZEŻYJE ZIMĘ, może świętować podwójnie: ma za sobą najgorsze, a przed sobą – gody.

– Słyszała pani kiedyś chóry żabie? – pyta Hermaniuk.

– Mój dom rodzinny jest w pobliżu parku i kilkunastu stawów. Najgłośniej jest w maju, tuż po zachodzie słońca.

Otóż to. Gody zaczynają się wieczorem, gdy temperatura powietrza spada, a wody utrzymuje się na przyjemnym poziomie. Wieczór ma jeszcze jeden plus: drapieżnictwo jest mniejsze, a spokój w czasie godów ma znaczenie.

Dobrze jest tuż po deszczu, a najlepiej gdy do tego jest bezwietrznie. Wtedy głosy samców unoszą się niczym niezakłócone. Samce mogą zacząć się „stroszyć”: wypełniać do granic możliwości rezonatory (tzw. worki głosowe) wzmacniające głos, zmieniać ubarwienie, jak np. żaba jeziorkowa lub moczarowa, a całą skumulowaną i niespożytą energię wyładowywać szybko pływając. Żabką.

Samice nasłuchują. – Jeśli z jakiegoś miejsca dochodzą głosy samców, to dla nich sygnał: tam należy iść. Samica potrafi wybrać odpowiedniego samca, kierując się tylko głosem – opowiada Hermaniuk.

– Odpowiedniego?

– Liczy się wielkość i kondycja. Samiec mniejszy będzie miał inny głos od samca większego. Sporo zależy od preferencji samicy.

– Skąd samica wie, że usłyszała właściwego, skoro odzywa się cały chór? – dopytuję.

– Jednocześnie rechocze do kilku tysięcy samców, to prawda. Ale każdy gatunek po swojemu. Na przykład samce żaby śmieszki, największej spośród żab zielonych, wydają głos przypominający śmiech: „bre ke, ke, ke”. Stąd nazwa gatunku. Im bliżej zbiornika, tym więcej szczegółów dotyczących poszczególnych samców wyodrębniają samice.

Żaby zielone tworzą godowiska. Gromadzą się tam, gdzie temperatura wody jest optymalna. Dookoła czekają samce satelitarne, którym nie udało się zająć najdogodniejszych terytoriów. – Wystarczy chwilę posiedzieć w ukryciu, by zaobserwować, że w godowisku trwa nieustanna walka. Jedne samce przeganiają inne. Ale nie wiadomo, czy samica jest w stanie dotrzeć do centrum i wybrać tego najlepszego. Poza tym samce żab zielonych, zwłaszcza żaby wodnej, która skrywa pewną tajemnicę, mogą nieco oszukiwać – mówi Hermaniuk.

– To znaczy?

– Zmieniają głos. Nie robią tego celowo, ale ich głos godowy przypomina głos innego gatunku, z którym współwystępują. Wszystko po to, by przetrwać.

– Liczą na to, że samica może się zorientować.

– Może, ale zwykle jest już za późno. Samice są większe, bywa, że i dwukrotnie. A więc bardziej ociężałe. Nawet jeśli samiec osiąga podobną do samicy długość ciała, to i tak jest lżejszy, smuklejszy. I sprytniejszy. Gdy samica jest w jego zasięgu, trudno o ucieczkę.

– Coś może zrobić?

– Dać samcowi sygnał. U większości płazów podczas godów odzywają się tylko samce. Żaby zielone są jednym z wyjątków: zaobserwowano, że samice mają sposoby na wyrażenie własnego zdania. Gdy nieodpowiedni samiec próbuje stworzyć parę z samicą, a ta nie ma na to ochoty, wysyła mu komunikat: „Zostaw mnie”. Jej głos jest ostrzegawczy. Wiadomo też, że może wysłać samcowi sygnał: „Ty jesteś odpowiedni” – tłumaczy Hermaniuk.

U płazów bezogonowych dochodzi do tzw. ampleksusu, specyficznego zachowania rozrodczego. Samiec chwyta samicę pod pachami, albo w pachwinach, i trzyma tak długo, aż ta złoży jaja. W najtrudniejszej sytuacji są samice ropuch, które w przeciwieństwie do żab żyją głównie na lądzie. Jeśli samiec zechce stworzyć parę daleko od zbiornika, samica musi go nieść na grzbiecie, bywa, że i kilka kilometrów. Rozdzielają się, gdy ona złoży jaja, a on je zapłodni.

Wracając do żab zielonych: samice żaby wodnej, jak to w przyrodzie bywa, mają w zanadrzu jeszcze jedną możliwość przechytrzenia nieodpowiedniego samca. Potrafią kontrolować, ile składają jaj. Możliwości są, bo jednorazowo samica składa nawet kilka tysięcy jaj. – Jeśli samica ma na grzbiecie niewłaściwego samca, uwalnia tylko część skrzeku, który zawisa w kłębach wśród roślin, i daje mu sygnał: „Jesteś już ojcem, idź sobie”, a gdy ten ją wypuszcza, zaczyna się rozglądać za innym samcem, odpowiedniejszym – kontynuuje Hermaniuk.

Kilka dni później z jaj wykluwają się larwy.

PRZED PRZYSZŁĄ ŻABĄ jeden z najciekawszych etapów życia: metamorfoza. Organizm wodny zmienia się w lądowy. Roślinożerca staje się drapieżnikiem. Zmiany zachodzą bardzo szybko, w ciągu kilkudziesięciu godzin.

Sygnałem, że metamorfoza zaczęła się na dobre, jest pojawienie się ukrytych pod pokrywami skrzelowymi przednich kończyn. Stopniowo zanika ogon. Płuca, w których już od dłuższego czasu płynęła krew, zastąpią niebawem skrzela. Zmienia się budowa głowy: u zdrapującej pyszczkiem glony kijanki pojawiają się haczykowate, szczątkowe zęby.

– Mające za sobą miliony lat ewolucji żaby radzą sobie z metamorfozą bez problemu. Jednak u żaby wodnej, najpopularniejszej wśród żab zielonych, pojawiają się anomalie. Opisała je prof. Maria Ogielska z Zakładu Biologii Ewolucyjnej i Ochrony Kręgowców Uniwersytetu Wrocławskiego, nazywając „syndromem rozwojowym żaby wodnej”. Z jej obserwacji wynika, że część larw żaby wodnej w ogóle nie rozwijała się po zapłodnieniu, a część tylko do pewnego momentu – mówi tajemniczo Hermaniuk.

I dodaje: – Gdy w swoich badaniach rozmnażałem żaby wodne, w niektórych krzyżówkach nawet do 90 proc. potomstwa obumierało. Niektóre kijanki miały dwie głowy, inne osobniki nie miały jej wcale, widoczne były deformacje ciała.

I TU WRACAMY DO TAJEMNICY ŻABY WODNEJ, którą rozwikłał ponad pół wieku temu Leszek Berger.

Jest początek lat 50. XX w. Zajmujący się dotąd mięczakami Leszek Berger zatrudnia się w Muzeum Przyrodniczym w Poznaniu (dziś Instytut Środowiska Rolniczego i Leśnego PAN). Ma przeprowadzić inwentaryzację Wielkopolskiego Parku Narodowego, opisać herpetofaunę, czyli żyjące tam gady i płazy.

Urządza pracownię, której miłym i pożytecznym sąsiedztwem jest zoo. W centrum Poznania, przy ruchliwej ulicy Świerczewskiego (dziś Bukowskiej). Gdy zachodzi słońce, dają o sobie znać lwy. To z ich klatek resztki mięsa i żeberek trafiają do pracowni Bergera. Innej, mniej uciążliwej dla zmysłów współpracowników Bergera metody na zapewnienie żabom much w środku miasta nie ma.

Na jednym ze zdjęć Zygmunta Pniewskiego, najbliższego współpracownika Bergera, widać nieduży ogród, wkopane w ziemię okrągłe baseny z żabami, wokół roślinność, głównie chwasty, a wszędzie słoje, pojemniki i pudełka z kijankami. Naprzeciw basenów metalowy stolik, z dokładnie przysuniętym krzesłem. W tle idący ulicą ludzie.

Gdy Berger zaczynał swoje badania, żaby zielone dzielono na trzy gatunki: najpopularniejszą w Europie żabę wodną, żabę śmieszkę, a także uważaną przez niektórych badaczy za podgatunek – żabę jeziorkową.

– Zaczął od krzyżowania żab w sposób naturalny. Wpuszczał do basenu osobniki różnych gatunków i przyglądał się potomstwu. Potem rozmnażał je sztucznie – mówi Hermaniuk.

Co wyszło z krzyżówek?

– Pierwsze zaskoczenie pojawiło się szybko: ze skrzyżowania żab wodnych nie powstało żywotne potomstwo żab wodnych. Jedyne, jakie się pojawiło, to żaby śmieszki. A kiedy Berger skrzyżował żabę jeziorkową z wodną – w potomstwie były same żaby wodne, zupełnie znikała jeziorkowa. Z krzyżówki żaby śmieszki z żabą wodną otrzymywał same żaby wodne – streszcza Hermaniuk. – Berger odkrył, że najpowszechniejsza w Europie żaba wodna nie jest gatunkiem, tylko mieszańcem, tym samym podważył klasyfikację Linneusza.

Ale to nie wszystko. Mieszańce międzygatunkowe występują w przyrodzie, choćby najpopularniejszy z nich: muł. Są jednak bezpłodne, nie mogą utrzymać się w populacji. A żaba wodna – potrafi, jest żywotna.

– Badania Bergera pokazały, że żaba wodna nie tylko przeżywa i utrzymuje się w populacji, ale krzyżując się z gatunkami rodzicielskimi eliminuje z potomstwa ich genotypy. Berger jako pierwszy na świecie odkrył zjawisko pasożytnictwa płciowego, czyli hybrydogenezy, choć nie on jest autorem nazwy. Mechanizm hybrydogenezy po raz pierwszy opisał prof. Jack Schultz z Uniwersytetu w Connecticut, badając meksykańskie ryby z rodzaju Poeciliopsis – mówi Hermaniuk.

Gdy Berger prowadził badania, nieznane było podłoże genetyczne pasożytnictwa płciowego. – Z jego eksperymentów wynikało, że w momencie produkowania gamet przez żabę wodną dochodzi do eliminacji całego genomu jednego z gatunków rodzicielskich. I to jest sekret pasożytnictwa płciowego. Zgodnie z prawem dziedziczenia Mendla organizmy potomne posiadają dwa zestawy chromosomów. Jeden od matki, drugi od ojca. Kiedy tworzą się gamety, materiał genetyczny rodziców się miesza, a organizm wytwarza gamety o zredukowanej liczbie chromosomów. Natomiast u żaby wodnej dochodzi do całkowitego wyeliminowania jednego z genomów rodzicielskich. Do gamet przechodzą chromosomy tylko jednego gatunku, np. żaby śmieszki. Gdy dochodzi do zapłodnienia takiej gamety przez żabę jeziorkową, odtwarza się żaba wodna.

– Dlaczego tak się dzieje?

– Żeby mogło dojść do produkcji gamet, chromosomy muszą być dopasowane, tworzą tzw. pary homologiczne. Na przykład ich długość czy wielkość powinny być identyczne. Jeżeli chromosomy pochodzą od dwóch różnych gatunków, a tak jest w przypadku mieszańców, budowa poszczególnych chromosomów jest nieco inna, co uniemożliwia produkcję funkcjonalnych gamet. Proces hybrydogenezy u żaby wodnej umożliwił ominięcie problemu z dopasowaniem chromosomów podczas wytwarzania gamet. Taki trik ewolucyjny – uśmiecha się Hermaniuk.

ŚRODOWISKO PRZYJĘŁO WYNIKI BERGERA Z NIEDOWIERZANIEM. Jego rozprawę habilitacyjną „Systematyka żab zielonych” odrzucił najpierw Uniwersytet Adama Mickiewicza w Poznaniu, a później Uniwersytet Jagielloński.

„Prof. Halina Krzanowska, kierownik Katedry Genetyki UJ, powiedziała mi wprost: »praca jest interesująca, jednak trudno uwierzyć, aby ze skrzyżowania osobników mieszańca można otrzymać osobniki gatunku macierzystego, co jest niezgodne z prawami dziedziczności, dotąd nikt takich wyników nie otrzymał. Jeśli pan poprawi swoje wyniki, to przyjmę pracę do recenzji«” – pisze Berger i dodaje, że wyników nie poprawił, bo był ich pewien.

Dopiero w 1969 r. obronił rozprawę habilitacyjną na Akademii Rolniczej w Poznaniu (dziś Uniwersytet Przyrodniczy).

Wyniki jego badań, nieprzychylnie przyjmowane w Polsce i nieustannie niedofinansowywane, zaczęły przyciągać do Poznania naukowców z całego świata. Przyjeżdżali między innymi Heinz Tunner z Austrii, Hansjürg Hotz z Zurychu, Thomas Uzzell z Filadelfii. Początkowe konsultacje przekształciły się w prywatne sympozja – jak je nazywano w środowisku.

„Te zaskakujące wyniki musiały zyskać potwierdzenie innymi metodami niż tylko morfologia i morfometria” – pisze prof. Maria Ogielska. I dalej: „Dzięki współpracy z innymi ośrodkami w Europie i w USA wyniki zostały rzeczywiście potwierdzone przy pomocy różnych technik (...)”.

Pod wpływem prac Bergera rozpoczęły się intensywne badania nad żabami zielonymi Europy, a pierwszy nowo odkryty gatunek z Sycylii nazwano od jego nazwiska – Rana bergeri (obecnie Pelophylax bergeri).

Prof. Leszek Berger prowadził swoje badania właściwie do końca życia, przenosząc laboratorium do wagonu kolejowego, który stał w gospodarstwie jego żony Haliny w Jaskółach. – Myślę, że hasło z plakatu „Don’t ever give up” nie przypadkiem wisiało w pracowni prof. Bergera – mówi Hermaniuk. ©℗

Korzystałam z tomu: „Wpływ odkryć profesora Leszka Bergera na rozwój nauk biologicznych” pod red. L.W. Szajdaka i J. Śmiełowskiego (Poznań 2016) oraz książki Leszka Bergera „Płazy i gady Polski. Klucz do oznaczenia” (­Warszawa–Poznań 2000).

CZYTAJ TAKŻE

ZWIERZĘ ROKU: Ryjówka malutka najmniejsza, a do tego musi żyć szybko. Niektórzy mówią o niej „ta jędza” >>>