Альпийская саламандра ( Salamandra atra ) — чёрная саламандра , которую можно встретить во Французских Альпах и в горных хребтах Европы. [2] Она является представителем рода Salamandra . Название их вида, atra , может быть получено от латинского ater , что означает тускло-чёрный. [3] Окраска саламандр со временем изменилась, так как некоторые виды полностью однотонно чёрные, а другие имеют жёлтые пятна и отметины. [4] [5] [6] [7] Продолжительность их жизни составляет не менее 10 лет. Существует четыре подвида альпийской саламандры с различным распространением и физической окраской. [8] В отличие от других саламандр, личинки которых развиваются в воде, альпийская саламандра и её подвиды являются полностью наземными видами по жизни и вынашиванию. [8] Они рождают живых детёнышей. [9]
Альпийские саламандры вырабатывают токсичные соединения из своей кожи. [8] Эти соединения могут защищать их как от хищников, так и от микробных угроз. [10] [11] [12] [13]
Альпийские саламандры часто имеют небольшой размер и темно-коричневый или черный окрас. [8] Представители подвида не полностью черные или коричневые одноцветные, а скорее имеют мозаичные или пятнистые узоры. [8] Представители подвида Salamandra atra aurorae имеют яркие пятна на спинной стороне и голове. Цвет часто ярко-желтый, но может варьироваться до оттенков белого или даже серого. [8] Распределение пигмента зависит от распределения определенных клеток, поэтому может быть гладким и ровным или пятнистым. [8]
Самки S. atra , как правило, крупнее самцов и могут вырасти до 151 миллиметра или около 5,9 дюймов. [8] Самцы вырастают примерно до 144 миллиметров или 5,6 дюймов: оба измерения включают хвост. [8] У самцов опухшие, видимые клоаки , и они тоньше самок. [8] [14] У саламандр есть околоушные железы позади и сбоку от глаз, что придает им удлиненную форму головы. [8] У них, как правило, от 11 до 13 реберных бороздок по бокам тела, а двойной ряд спинных желез спускается вниз по спине по обе стороны от позвоночника до кончиков хвостов. [8]
Большинство альпийских саламандр, которые либо полностью черные ( меланисты ), либо преимущественно черные, имеют темный пигмент в качестве базовой линии, но эволюция, стоящая за этой темной окраской, имеет извилистую историю. [4] Ученые изучали гипотезу о том, изначально ли саламандры полностью черные или они эволюционировали такими с течением времени. [5] ДНК-доказательства, прослеженные по материнским линиям, предполагают последнее: что саламандры эволюционировали свою черную окраску с течением времени. [5]
Биологическая пигментация определяется представлением специфических цветообразующих клеток, называемых хроматофорами , которые поглощают и/или отражают свет определенным образом, чтобы затем проявиться в виде цвета. [7] [15] У S. atra присутствуют или активируются различные клетки, которые дают разные цвета: меланофоры способствуют темной окраске, производя темный пигмент меланин , [7] в то время как ксантофоры производят желтый пигмент, [4] а иридофоры просто отражают свет. [4] Полностью черный фенотип, наблюдаемый у S. a. atra, является результатом того, что меланофоры саламандр в дерме и эпидермисе производят только меланин. [5] [7] Комплексы ксантофор-иридофор отвечают за образование желтых пятен, которые кажутся яркими. [5] У видов без желтых пятен, по-видимому, эти клетки никогда не развиваются. [5] У S. a. У авроры или других саламандр с разной окраской на разных частях тела присутствуют два различных типа кожи: один, содержащий только меланофоры (черный), и другой, содержащий меланофоры, ксантофоры и иридофоры в сочетании. [7]
Желтая окраска некоторых альпийских саламандр, как полагают, является апосематической стратегией защиты от хищников. [11] Чисто черная окраска также предположительно является формой терморегуляции , [11] хотя ее также можно считать предупреждением для некоторых хищников. [11]
Генетический анализ показывает, что корсиканская огненная саламандра ( Salamandra corsica ) является наиболее близким родственным видом, а черно-желтая окраска является предковой чертой альпийских саламандр. Предполагаемая колонизация с юга (Предальпы) в Альпы была осуществлена полностью меланистической (производная черта) S. a. atra после последнего отступления ледниковых щитов. [18]
Как наземные организмы, эти саламандры живут на суше. [8] [19] S. atra, как правило, живут под камнями или бревнами, или в скалистых расщелинах в своей горной среде обитания. [8] Они также ведут дневной образ жизни и наиболее активны днем с периодами бездействия, отдыха или сна ночью. [16] Они будут заниматься ночной активностью в зависимости от погоды. [20] Идеальная погода для альпийских саламандр — дождливая или последождливая, при температуре от 3 до 18 °C (от 37,4 до 64,4 °F). [16]
Альпийская саламандра встречается от границы Франции и Швейцарии на западном конце своего ареала, вплоть до Австрии и Динарских Альп на восточном краю своей территории. Эта саламандра обычно обитает на высоте более 700 метров (2300 футов) над уровнем моря, достигая даже 2000 метров (6600 футов) высоты. [8] Западные Альпы (во Франции и Италии) населены похожим видом, альпийской саламандрой Ланца ( Salamandra lanzai ), только в одной небольшой области [ требуется ссылка ] . S. atra обычно обитают в лесных биомах , особенно в смесях лиственных и хвойных пород . [8] Они также могут обитать на лугах или пастбищах в горах, [8] и, как правило, хорошо уживаются со смесью типов деревьев. [21] [16]
Их ареал охватывает несколько стран, включая: Словению, Хорватию, Боснию, Герцеговину, Черногорию, Косово, Францию, Италию, Австрию. [ необходима цитата ]
Они процветают в лесной среде, где растут пихты и буки . [21] [22] Хвойные леса с высокой долей норвежской ели и европейской лиственницы также обеспечивают адекватные места обитания, хотя саламандры живут на земле. [21] Поскольку альпийские саламандры полностью наземные, у них есть наземные территории, куда они, как правило, возвращаются в течение дня и в качестве убежища. Они часто возвращаются в одни и те же места большую часть своей жизни. [21] Каждый раз, когда они покидают свои места, они подвергают себя опасности нападения хищников, а также рискуют потерять свое место. [21] Альпийские саламандры являются эктотермными животными , поэтому потеря убежища или укрытия может оставить их без защиты от стихии и быть чрезвычайно дорогостоящей, если не смертельной, [21] из-за отсутствия у них внутреннего механизма терморегуляции.
Эта высокая зависимость от качественного места гнездования подтверждает теорию о том, что многие наземные саламандры, включая S. atra , практикуют территориальное поведение. [21] Методы отлова-повторного отлова предполагают, что вид очень неподвижен; [23] 12 метров (39 футов) было максимальным наблюдаемым расстоянием, пройденным одной особью в летний сезон. Около 120 особей на гектар были подсчитаны в наиболее подходящих районах, а также наблюдалось более 2000 особей на гектар, что предполагает, что этот довольно скрытный вид довольно многочислен. [17]
Они используют методы маркировки запахом для территориального поведения и для маркировки своей территории с помощью фекальных шариков, чтобы иметь возможность идентифицировать свои собственные убежища. [21] Маркировка запахом — это внутривидовая коммуникация , при которой химические сигналы передают определенные сообщения другим особям S. atra . [21] [24] Альпийские саламандры могут определить, была ли найденная фекальная таблетка оставлена представителем того же пола и/или вида. [21] Таким образом, этот метод служит двойной цели — предупреждать других саламандр о том, что это конкретное место уже занято. [21]
Самки с большей вероятностью вернутся на свой участок, в то время как самцы более смелы, чтобы войти на территорию другого самца. [21] Их фекальные шарики позволяют им как участвовать в поведении хоуминга , или возвращении на свой участок, так и в территориальности, а также определять незваных гостей на своей территории или вторгаться в пространство других. [21]
Альпийские саламандры не устойчивы к изменениям среды обитания (некоторые наземные саламандры устойчивы), поэтому риск изменения климата, который может изменить их среду обитания, является серьезным. [23] Хотя альпийские саламандры занесены в Красную книгу МСОП как вид, вызывающий наименьшие опасения , их численность сокращается. [1] Кроме того, некоторые подвиды S. atra находятся в большей опасности. [25] Численность популяции S. a. aurorae сокращается , например.
Одной из самых больших опасностей для альпийских саламандр в целом является коммерческая вырубка лесов в местах их обитания. [25] Техника, такая как тракторы или другие лесохозяйственные орудия, может сжимать почву, уничтожая некоторых мелких насекомых, которыми питается S. atra , или уничтожая потенциальные уголки и норы, которые они могут использовать в качестве укрытий. [25] Многие ученые предлагают изменения в лесной промышленности в качестве попытки исцелить эти места обитания. [25] Эти саламандры также могут изменить свою морфологию по мере повышения глобальной температуры. [26] Амфибии и другие организмы, которые не регулируют внутреннюю температуру своего тела, могут нуждаться в механизмах адаптации, чтобы оставаться при идеальной физиологической температуре в условиях меняющегося климата. [26] Другие проблемы, такие как кислотные дожди или изменение количества осадков, могут побудить многих животных, включая альпийских саламандр, переселиться в новые места обитания. [26] Альпийские саламандры играют решающую роль в своих экосистемах. [27] В Европе уже существуют законы об охране животных и экосистем , но многие ученые рекомендуют принять дополнительные законы для защиты флоры и фауны. [12]
Из-за их токсичности [10] [11] , а также из-за снижения концентрации животных на больших высотах [28] исследователи не уверены в постоянных хищниках для альпийских саламандр при ограниченном наблюдении. [8] Эти саламандры передвигаются медленно, что может увеличить риск их поимки. [28] Как правило, хищниками широкой категории токсичных видов саламандр могут быть птицы, крысы и змеи, а также другие, более крупные плотоядные млекопитающие, такие как еноты, норки, кабаны и лисы. [10]
Одним из заметных хищников S. atra являются молодые змеи . [28] В частности, молодые европейские гадюки ( Vipera berus ) представляют опасность, поскольку они живут на таких же больших высотах, как и альпийские саламандры. [28] Предполагается, что S. atra составляет чуть менее половины рациона этих змей в некоторых местах. [28] Они могут охотиться на альпийских саламандр в ранние утренние часы, когда S. atra наиболее активна. [28] Также были зарегистрированы свидетельства того, что эти змеи проглатывают альпийских саламандр. [28] V. berus, наряду с ужом ( Natrix natrix ), являются известными хищниками альпийских саламандр в итальянских Альпах. [8]
Самцы и самки альпийских саламандр имеют относительно схожий рацион питания. [29] Некоторые конкретные организмы, на которых они охотятся, включают такие виды, как жуки , улитки , многоножки и пауки , [30] но альпийские саламандры демонстрируют предпочтения среди добычи. [29] S. atra обычно потребляют организмы из таксонов Coleoptera и mollusca . [29] Эти таксоны являются наиболее важным компонентом их рациона. Они также склонны есть более крупную добычу, поскольку сами являются более крупными саламандрами. [29] Такое предпочтение указывает на размерную избирательность, при которой потребление энергии от потребления добычи максимизируется. [29] Хотя альпийские саламандры имеют определенные пищевые предпочтения, у них есть значительное количество вариаций в их рационе [29] , которое соответствует их собственным оптимизированным физическим потребностям и способностям ловли добычи. [ необходима ссылка ]
Альпийская саламандра практикует беспорядочную модель спаривания , [20] что означает, что они участвуют в нескольких партнерских парах. Самцы путешествуют дальше, чем самки, потенциально, чтобы следовать за запахом, испускаемым самками, и, как правило, еще находясь в своей ювенильной стадии. [20] Самки S. atra находят и защищают свои убежища, что является потенциальной причиной того, что они могут оставаться более локальными, чем самцы. [20]
Самцы более склонны преследовать других самцов, а также фактически сражаться друг с другом. [31] Часто один самец садится на другого, свободно сжимает его предплечьями и начинает тереться головой о другого самца. [31] Два самца меняются ролями, и в одном изученном взаимодействии это продолжалось в течение семи минут, прежде чем разойтись. [31] Во второй задокументированной драке поведение было более интенсивным. Когда один из членов группы попытался уйти, другой самец погнался за ним, чтобы снова вступить в бой. [31] Эта встреча длилась восемь минут. Имеются как фото-, так и видеодоказательства такого поведения. [31] Исследователи не уверены, вызвано ли это территориальностью, путаницей в половой идентификации и ошибочным спариванием или настоящим боем. [31]
Альпийские саламандры живут в соотношении полов 1:1. [32] Спаривание происходит на суше. Самец обхватывает самку за передние ноги, и оплодотворение внутреннее . S. atra классифицируются как живородящие , что означает, что их детеныши рождаются живыми и, в отличие от многих других земноводных, не проходят через метаморфоз [8] [9] Они рождают 2 детенышей, иногда 3 или 4. Новые молодые альпийские саламандры могут достигать длины 50 миллиметров (2 дюйма) при рождении, при этом мать имеет размер всего 120 миллиметров (4,7 дюйма). [ необходима цитата ]
Самки альпийских саламандр имеют матку , состоящую из одного слоя эпителиальных клеток просвета , соединительной ткани и гладких мышц . [9] Маточные яйца большие и многочисленные, но, как правило, только одно полностью развивается в каждой матке. Эмбрион питается желтком других яиц, которые более или менее растворяются, образуя большую массу питательных веществ. Яйцевая масса может быть длиной от 25 мм до 40 мм. [9] Эмбрион проходит три стадии: [33]
Обычно на высоте 650–1000 метров (2130–3280 футов) над уровнем моря беременность длится два года, а на высоте 1400–1700 метров над уровнем моря беременность длится около трех лет, хотя стандартным считается все, что находится в диапазоне от 2 до 4 лет. [9] Эмбрионы альпийской саламандры уникальны тем, как они способны усваивать эти питательные вещества в течение длительной беременности . [9] Часть стенки матки матери становится питанием после того, как саламандры уже съели неоплодотворенные яйца, [9] (так называемая оофагия или стадия 1 и 2). [9] Затем они принимают участие в эпителиофагии, или стадии 3, где они поглощают эти клетки zona trophica до рождения, и имеют особые зубоподобные образования, которые позволяют им делать это без ущерба для матери. [9]
Как упоминалось выше, у альпийских саламандр есть ядовитые железы. [8] Известно, что они производят некоторые молекулы алкалоидов и пептидные продукты, и поэтому имеют запах, похожий на горчичный. [10] Биопродукция саламандр все еще является развивающейся областью исследований. Саламандарины - это химический секрет, вырабатываемый кожей альпийских саламандр, а также некоторых огненных саламандр . [8] [34] Они являются нейротоксинами и синтезируются через биохимический путь , совершенно независимый от приема пищи. [8] Это означает, что они вырабатывают эти химические вещества внутри своего тела, а не в результате приема ядовитых веществ. Исходным материалом для этого нервного блока, скорее всего, является холестерин , и он примерно в два раза сильнее цианида . [8] Это меркнет по сравнению с другими токсинами, вырабатываемыми саламандрами, но S. atra не только используют это мощное вещество, чтобы парализовать добычу: они могут обладать антимикробными свойствами, которые защищают их от бактериальных и грибковых инфекций . [8] [35] Саламандрон — еще одно биохимическое соединение, вырабатываемое S. atra, и хотя оно менее эффективно против добычи, это самое сильное антимикробное оружие, которым обладают эти саламандры. [8] [13] [35]
Существует две основные категории изученных токсинов: самандарин и самандарон. [8] [11] Существует также много других соединений, а также различных алкалоидных выделений. [8] Как самандарин, так и самандарон вырабатываются видами S. atra . [11] Предполагается, что саламандарин чаще вырабатывается альпийскими саламандрами в качестве защитного механизма от хищников, а саламандороны вырабатываются там, где существует больший риск заражения. [8] Также отмечены географические различия в выработке токсинов альпийскими саламандрами. [8]
Самандарон, токсин, который они вырабатывают через кожную секрецию, обладает антимикробной активностью. [8] В одном исследовании этот токсин присутствовал там, где был риск заражения, но в низкой концентрации. [8] Существует широкий арсенал токсинов, вырабатываемых S. atra , многие из которых являются антимикробными или могут быть предшественниками других защитных молекул. [8] Тем не менее, альпийской саламандре относительно повезло избежать заражения хитридиевым грибком амфибий [35] по сравнению с другими видами амфибий. [35] [36] Эта опасная грибковая инфекция, вызываемая Batrachochytrium dendrobatidis (Bd), уничтожила популяции амфибий на всех континентах. [35] Bd присутствует в Альпах, где обитают альпийские саламандры, но в исследовании, проведенном в 2012 году, не было ни одной саламандры, у которой был бы положительный результат при взятии мазка. [35] Это может быть связано с тем, что инфекции Bd чаще встречаются у видов, которые проводят большую часть времени в воде, а поскольку альпийские саламандры являются наземными, они менее восприимчивы. [35] Альтернативная гипотеза предполагает, что S. atra устойчивы через свой микробиом кожи или вырабатываемую молекулу, таким образом обеспечивая им иммунитет. [35] [37] Эта теория не проверена, но, учитывая, сколько саламандр выделяют биологические токсины, она правдоподобна. [35] [37]