Представители семейства древолазов (Dendrobatidae) выделяются среди других амфибий. Некоторые из них, например, древолаз пумилио (Oophaga pumilio, Рис. 1), ярко окрашены и обладают высокой токсичностью, обеспечиваемой накапливающимися в их тканях ядовитыми алкалоидами. Другие лягушки, такие как, например, Hyloxalus awa, имеют маскирующую окраску и не защищены химически. Об этих особенностях мы писали в наших предыдущих статьях: «Загадочные алкалоиды древолазов» и «Как лягушки научились быть ядовитыми». Кроме того, древолазы знамениты своей заботой о потомстве, в которой участвуют оба родителя.

Самцы древолаза пумилио (O. pumilio), защищают и увлажняют оплодотворённые кладки яиц в лесной подстилке до тех пор, пока самка не перенесёт каждого вылупившегося головастика в индивидуальный бассейн, образовавшийся из дождевой воды в пазухах листьев бромелиевых растений (Bromeliaceae), где личинки живут около шести недель до окончания метаморфоза (Рис. 2). Поскольку еды в бассейне мало, самка навещает головастиков раз в несколько дней и подкармливает их своими неоплодотворёнными яйцами.

Группа учёных из США и Коста-Рики показала^1,2, что с помощью такого рациона лягушки обеспечивают своему потомству не только питание, но и химическую защиту. Дело в том, что древолазы сами не синтезируют ядовитые алкалоиды, а получают их вместе с естественной пищей - муравьями, клещами, жуками и многоножками. Ряд алкалоидов попадает от насекомых к лягушкам в неизменном виде, накапливаясь у последних в кожных секреторных железах и защищая нового хозяина. У O. pumilio самки содержат в полтора раза больше токсичных веществ, чем самцы, что даёт им возможность делиться токсинами со своим потомством. Материнские неоплодотворённые яйца, используемые самками для кормления, содержат алкалоиды, которые попадают в кожу головастиков и способствуют их защите от хищников. У совсем молодых головастиков эти вещества обнаружены не были, но на более поздних стадиях их зарегистрировали и фиксировали увеличение их количества и разнообразия в течение всего периода метаморфоза. Спектр алкалоидов у разных головастиков мог различаться, но при этом всегда совпадал со спектром алкалоидов их матери. Более того, у матерей, содержащих большее количество алкалоидов, и потомство оказывалось лучше защищённым³.

Учёные показали, что если кормить головастиков яйцами тех видов древолазов, которые не являются токсичными, то ядовитые алкалоиды у них не накапливаются¹. В другом исследовании взрослых лягушек в террариуме кормили пищей, содержащей синтетический алкалоид декагидрохинолин. В результате, это вещество было обнаружено в коже и яйцах этих древолазов, а также в развивающихся головастиках, которые питались неоплодотворёнными яйцами⁴. Это подтверждает, что единственный источник средств химической защиты у древолазов - пищевой.

Следующей целью исследований стало изучение реакции хищников на присутствие токсинов в головастиках. Выяснилось, что наличие ядовитых веществ действительно отпугивает охотников от их жертв, но не всех. Хищные пауки хватали и поедали головастиков неядовитой красноглазой квакши (Agalychnis callidryas) в 87 раз чаще, чем древолаза пумилио (O. pumilio), вскормленных материнскими яйцами. Кроме того, вероятность быть съеденным пауком у головастика древолаза пумилио, которого кормили пищей без алкалоидов, была в 33 раза выше, чем у токсичных головастиков этого же вида. Даже в том случае, если паук атаковал свою ядовитую добычу, он не поедал её. С другой стороны, змеи не делали различия между химически защищёнными и незащищёнными головастиками и пожирали всех с одинаковой охотой².

Обеспечение материнской химической защитой в процессе метаморфоза головастиков было подтверждено и для другого вида рода Oophaga - O. granulifera. Для обоих видов этого рода кормление головастиков яйцами является обязательным. В роде Ranitomeya, в отличие от рода Oophaga, головастики кроме материнских яиц могут есть и другую пищу. Исследование показало, что у самок видов Ranitomeya imitator and R. variabilis в неоплодотворённых яйцах отсутствуют алкалоиды, и, таким образом, передача потомству защитных веществ не происходит⁵. Очевидно, это связано с низкой вероятностью накопления у потомства ценных для лягушки-матери веществ при неспецифическом рационе питания.