Биологи разобрались в эволюции мельчайших лягушек

Учёные кафедры зоологии позвоночных биологического факультета изучили филогенетические связи крошечных азиатских амфибий рода Microhyla. Работа опубликована в июле в журнале PeerJ.

Статья посвящена малоизученной группе азиатских лягушек – крошечным узкоротам рода Microhyla. Эти маленькие прыгучие наземные лягушки весьма разнообразны (описано около 50 видов) и могут быть действительно микроскопическими: к микрохилам относятся самые мелкие лягушки Азии – взрослые самцы Microhyla nepenthicola с Борнео длиной всего 10–11 мм.

Николай Поярков, доцент кафедры зоологии позвоночных, лаборатория экологии наземных позвоночных животных: «Моя любовь к микрохилам началась вместе с работой во Вьетнаме в 2007 году. В 2014-м мы с коллегами описали оттуда сразу пять новых видов рода Microhyla. Разбираясь с их систематикой, я понял, что там царит беспорядок, так как описание морфологии микрохил – это достаточно кропотливый труд. В научных статьях и музейных коллекциях виды очень часто определены неправильно, типовые экземпляры не изучены, а молекулярных данных на тот момент почти не было – основная обзорная работа по семейству вообще показала, что микрохилы не монофилетичны относительно больших и толстых роющих лягушек рода Glyphoglossus, что казалось довольно неожиданным и странным результатом. Поэтому была поставлена задача максимально полно описать филогению рода Microhyla – за это взялся аспирант нашей кафедры Владислав Горин. В общей сложности над статьёй мы работали более шести лет и смогли построить наиболее полное филогенетическое древо для этой группы, включающее почти все известные виды».

Микрохилы разнообразны и населяют огромную территорию: фактически эти лягушки встречаются по всей Ориентальной области от Шри-Ланки до Окинавы и от Сычуани до Бали. При этом многие виды микрохил – это редкие, узкоареальные эндемики или вовсе известны только по типовым экземплярам, собранным много лет назад. Чтобы собрать данные по всем видам этого рода, нужно было привлечь учёных из разных стран. При участии коллег из Таиланда, Вьетнама, Китая и Тайваня, Японии, Малайзии, Бангладеш, Индии, Германии, США и Шри-Ланки удалось получить генетические данные для 48 из 50 известных видов рода Microhyla.

Самая полная филогения Microhyla позволяет уточнить вопросы систематики рода и выделить основные группы видов. Анализ выявил три основные клады: Microhyla I (с семью видовыми группами), Microhyla II (включает группу видов M. annectens) и кладу Glyphoglossus. Дивергенция между этими тремя линиями достаточно древняя и случилась почти одновременно, примерно в среднем эоцене, а общий предок этих трёх клад обитал, вероятно, где-то в Юго-Восточной Азии. Клады Microhyla II и Glyphoglossus сегодня встречаются в целом в пределах этого предкового ареала, но одна клада – Microhyla I – расселилась очень широко по всей Ориентальной области. Наиболее интересно расселение Microhyla I с востока на запад. Например, на полуостров Индостан микрохилы этой группы проникали независимо пять раз, причём на разных этапах эволюции группы. Исследование предполагает, что эта экспансия Microhyla I могла быть связана с общим изменением климата в Южной и Юго-Восточной Азии и становлением муссонного климата с выраженными сухим и влажным сезонами.

Владислав Горин: «Для меня лягушки рода Microhyla интересны прежде всего тем, что это одни из самых маленьких наземных позвоночных. Самые маленькие известные виды птиц достигают 5 см, самые миниатюрные виды млекопитающих – 3 см, а эти лягушки не превышают 1 см! Изучение эволюции размеров тела в этой группе амфибий поможет понять предпосылки к миниатюризации у позвоночных вообще. В ходе работы мы выяснили, что четыре группы Microhyla независимо достигли крайней миниатюризации (размер тела взрослых особей менее 15 мм), причём из пяти самых крошечных видов три размножаются в фитотелмах – заполненных водой полостях растений, таких как ловчие кувшины непентесов (M. nepenthicola) или дупла деревьев (M. arboricola, M. nanapollexa). Репродуктивная биология многих видов микрохил ещё не изучена, но есть предположение, что уменьшение размера могло быть связано с эволюцией репродуктивных стратегий в этой группе. Увеличение же размера тела, которое отмечено у Glyphoglossus и некоторых линий Microhyla I, вызвано, судя по всему, адаптацией к жизни в сезонно засушливых местообитаниях и закапыванию в почву».

Учёные использовали различные алгоритмы «разграничения видов» – пытались посчитать, сколько условных видовых групп выделяют алгоритмы на основе генетических данных. Анализ выявил множество линий, которые с большой вероятностью представляют собой новые для науки виды. Возможно, ранее их не замечали из-за крошечных размеров животных. В дальнейшем зоологи планируют описать ещё примерно 15–33 вида Microhyla.

Фото. Крошечная азиатская лягушка рода Microhyla на монете в 1 рубль. Николай Поярков/МГУ