Длинноцепочечные полиненасыщенные жирные кислоты семейства омега-3, а именно эйкозапентаеновая (ЭПК) и докозагексаеновая (ДГК) кислоты, необходимы для нормального развития и жизни существ, например, для работы сердечно-сосудистой системы и мозга. При этом такие кислоты относятся к веществам, которые синтезируются в водных экосистемах и дефицитны на суше. Переносить такие вещества и энергию из водной экосистемы в наземную могут существа, чьи личинки развиваются в воде, а взрослые стадии обитают на суше. К таким относятся амфибии и некоторые виды насекомых. Таким образом, они играют важную роль в функционировании как водных, так и наземных экосистем.
Ученые из Москвы, Красноярска и Саратова при участии исследователей из ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» обнаружили, что лягушки чесночницы Pelobates vespertinus содержат большое количество эйкозапентаеновой и докозагексаеновой кислот. Это значит, что они служат высококачественной пищей для земных потребителей и переносят полезные дефицитные вещества из воды на сушу.
Исследования проводились в течение пяти лет в пойменных водоемах реки Хопёр Пензенской области, в государственном природном заповеднике «Приволжская лесостепь». Ученые анализировали содержание жирных кислот у головастиков и метаморфов — особей, только что покинувших воду, — лягушек чесночниц Pelobates vespertinus.
Специалисты обнаружили значительную разницу по общему составу жирных кислот у головастиков и метаморфов. Последние имели более высокое содержание общих жирных кислот, эйкозапентаеновой и докозагексаеновой кислот, чем головастики. Примечательно, что суммарное содержание ЭПК и ДГК у метаморфов было более, чем в 4 раза, выше. Биологи предполагают: эти различия в составе жирных кислот вызваны резким изменением влажности тканей метаморфов.
Из-за того, что лягушки чесночницы содержат большое количество ЭПК и ДГК, они являются количественно значимыми переносчиками этих дефицитных веществ из воды на сушу. Ученые подсчитали, что средний поток эйкозапентаеновой и докозагексаеновой кислот из воды на сушу в биомассе метаморфов чесночницы составляет чуть больше 3 миллиграмм ЭПК и ДГК с каждого квадратного метра водоема, из которого выходят лягушки на сушу в год. Высокое содержание ЭПК и ДГК сделало этих земноводных ценным кормом для наземных животных: змей, птиц и млекопитающих. Однако при этом до взрослого возраста, по данным исследователей, доживает только около 4 % головастиков. Именно столько вышло на сушу в виде метаморфов.
«Земноводные считаются ключевым компонентом экосистем водно-болотных угодий. Результаты нашего исследования показывают, что земноводные могут вносить значительный качественный вклад в трофические сети прибрежных экосистем. Взрослые беспозвоночные потребляют наземную добычу и, в свою очередь, являются добычей многих других наземных позвоночных и беспозвоночных хищников. Наши данные показывают, что метаморфы лягушки чесночницы потенциально являются добычей очень высокого биохимического качества из-за достаточного содержания в них основных питательных веществ, эйкозапентаеновой и докозагексаеновой кислот, что сравнимо с таковыми в биомассе многих рыб. Наши данные расширяют информацию о развитии, выходе на сушу и содержании ПНЖК у амфибий. Это также важно в связи с тем, что в настоящее время пойменные водоемы находятся под угрозой из-за изменения климата. Ежегодное высыхание приводит к исчезновению многих нерестилищ земноводных и, как следствие, к снижению их численности и разнообразия. Уменьшение популяций амфибий может спровоцировать потерю одного из важнейших источников водных элементов, включая основные длинноцепочечные полиненасыщенные жирные кислоты, для наземных потребителей и человека», — рассказал заведующий лабораторией экспериментальной гидроэкологии Института биофизики ФИЦ КНЦ СО РАН, заведующий кафедрой наземных и водных экосистем Сибирского федерального университета член-корреспондент РАН Михаил Иванович Гладышев.
В исследовании принимали участие сотрудники Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН, ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН», СФУ, Саратовского отделения Государственного научно-исследовательского института озерного и речного рыбного хозяйства им. Л. С. Берга.
