Ubarwienie płazów

Ubarwieniem nazywamy barwę skóry, sierści lub piór. W świecie zwierząt spotykana jest cała paleta kolorów, od bardzo jasnych po bardzo ciemne. Obecność takiego czy innego pigmentu uwarunkowana jest genetycznie, jednakże konkretne zabarwienie często zależy od czynników środowiska zewnętrznego lub wewnętrznego (hormonów). Kolory są dla organizmów żywych informacją, która może zastępować "mowę". 
Za barwę są odpowiedzialne komórki pigmentowe (chromatofory). Wyróżniamy następujące typy komórek barwnikowych:

• żółte, pomarańczowe lub czerwone ksantofory
• białe lub metaliczne irydofory (guanofory)
• czarne, brązowe lub czerwone melanofory.

Komórki tworzą układ przestrzenny, tzw. skórną jednostkę chromatoforową (Rys.1.). Najniżej zlokalizowane są melanofory, guanofory znajdują się nad nimi, natomiast ksantofory położone są bezpośrednio pod naskórkiem. Skórna jednostka chromatoforowa kształtuje się w czasie metamorfozy.

Rys.1. Skórna jednostka chromatoforowa.

W chromatoforach występuję różne organelle pigmentowe, które nadają barwę skórze (Fot.1.). Ksantofory zawierają w cytoplazmie obłonione pęcherzyki z karotenoidem, pterinosomy zawierają żółtą pterydynę i organelle pigmentowe. Guanofory zawierają kryształki guaniny, które działają jak małe "lusterka" zmieniające swoją orientację i w różny sposób załamujące światło. Melanofory to duże, z licznymi wypustkami komórki, które mogą częściowo zakrywać iridiofory. Wewnątrz komórek występują melanosomy z ciemnym pigmentem – melaniną. Gdy melanina ulega rozproszeniu wywołuje to fazę ciemnego zabarwienia, i odwrotnie, gdy melanina skupia się wywołuje to fazę jasnego zabarwienia. Przemieszczanie się ziaren barwnika w komórkach pigmentowych w nieznacznej mierze podlega na wyciąganiu lub wciąganiu odnóg komórkowych, oraz na przemieszczaniu się ziaren przy udziale ruchów cytoplazmy. Granulki pigmentów przemieszczają się po swoistych "drogach" – cytoszkielecie (mikrofilamenty, mikrotubule, włókna aktynowe). Oprócz elementów cytoszkieletu w rozpraszaniu i skupianiu pigmentu uczestniczą różne białka (Rys.2.).

Rana esculenta complex



Ropucha szara (Bufo bufo) 



Żaba rogata (Ceratophrys cranwelli) 

Fot.1. Barwa skóry

Rys.2. Schemat rozpraszania (A) i skupiania (B) ziaren pigmentów w chromatoforach. 

• 1. mimezja (kryptyczność) – umożliwia płazom wtopienie się w otoczenie np. rzekotka drzewna (Hyla arborea) i żaba trawna (Rana temporaria) (Fot.2.) Barwa zielona powstaje wówczas, gdy niebieskie światło odbijane jest od guanoforów i przechodzi przez żółty barwnik ksantoforów. 
  
  
  Rana temporaria.
  Fot.2. Barwy kryptyczne
  
  
  
  
  
• 2. aposematyzm – zwierzęta trujące posiadają kontrastowe, widoczne zabarwienie ciała (często jest to połączenie czarnego z czerwonym lub żółtym). Takie ostrzegawcze kolory pojawiają się w różnych grupach zwierząt, np. u owadów – osa (Vespula sp.) (Fot.3.), płazów – kumak dalekowschodni (Bombina orientalis) (Fot.4 i 5.), gadów – heloderma meksykańska (Heloderma suspectum). Zabarwienie informuje potencjalne drapieżniki o tym, że organizm jest trujący i że będzie się bronił. W wyniku działania doboru naturalnego zwiększa się obszar występowania i widoczności kontrastowych kolorów. Ciekawostką jest, że drzewołaz złocisty (Dendrobates leucomelas) zawiera jedną z silniejszych toksyn (batrachotoksynę), której 0,00001g po dostaniu się do krwi człowieka zabija go. Płazy te nazywane są "płazami zatrutej strzały" – Indianie wykorzystują wydzielinę z ich skóry do zatruwania strzał, których następnie używają do polowania. 
  
  
  
  Fot.4. Kumak dalekowschodni (Bombina orientalis.)
• 3. termoregulacja i zachowanie równowagi wodnej – zwiększona ilość iridioforów u afrykańskiej żaby siwej (Chiromantis xerampelina) powoduje, że płaz ten, wystawiony na działanie promieni słonecznych, staje się prawie biały. Powoduje to obniżenie temperatury jego ciała i ograniczenie ilości parującej wody. 
  
  
• 4. zdobycie partnerki do rozrodu (barwa godowa samców) – drugorzędowe cechy płciowe (intensywna barwa) świadczą o zdrowiu przyszłego ojca. Samce o dużym nasyceniu koloru są zdrowe i pozbawione pasożytów.

Zmiany kolorów płazów są zależne od czynników wewnętrznych organizmu, np. hormonów. Rozpraszanie ziaren barwnika w melanoforach i ksantoforach jest indukowane przez hormon środkowego płata przysadki mózgowej – intermedynę (MSH). Efektem tego procesu jest zaciemnienie skóry. U larw hormony tarczycy również przyspieszają rozwój ubarwienia typowego dla dorosłych osobników. 
Informacja genetyczna może warunkować albinizm (zaburzenia metabolizmu aminokwasu – tyrozyny, który jest składnikiem melaniny) lub melanizm (gromadzenie ciemnego barwnika – melaniny w chromatoforach). Objawami albinizmu są: jasna skóra i czerwonawe oczy) (Fot. 6.).

Fot. 6. Żaba szponiasta (Xenopus laevis)

Środowisko zewnętrzne także wpływa na zmianę kolorów. Płazy są ciemniejsze na ciemnym tle i odwrotnie, są jaśniejsze w jasnym otoczeniu. Dostęp do pokarmu zawierającego karoten warunkuje barwę czerwoną (utlenianie karotenu do karotenoidu obecnego w ksantoforach). 
Płazy są organizmami, u których zabarwienie skóry może zmieniać się bardzo szybko (Fot.7.). Zmiana barwy zwiększa szanse na przeżycie poszczególnych osobników, a co z tym się wiąże również na przekazanie kolejnym pokoleniom swoich genów.

Żaba zielona (Rana esculenta complex) 

Fot.7. Różne ubarwienie u Rana esculenta complex

Autor: Kornelia Orczyk

Piśmiennictwo:

1. Cloudsley-Thompson; Multiple factors in the evolution of animal coloration; Naturwissenschaften, 86: (3) strony: 123-132, (MAR 1999).
2. Hoffman, Blouin; A review of colour and pattern polymorphisms in anurans; Biological journal of the Linnean society, 70: (4) strony: 633-665, (AUG 2000).
3. Martin E. Feder, Warren W. Burggren; Environmental physiology of the amphibians: Develoopmental changes in physiological systems, strony: 485-487, (Chicago 1992)
4. Matsumoto; Brightly colored pigmentation in lower vertebrates: Wonder searching its mechanisms and significance in the context of phylogeny; Pigment cell research, 15: (4) strony: 310-319, (AUG 2002).
5. Pough F., Andrews R., Cadle J., Crump M., Savitzky A., Wells K.; Herpetology: Systematics and Diversity of Extant Amphibians, strony: 63-64, (New Jersey 2001).
6. Stebbins R., Cohen N.; A natural history of amphibians: Skin, strony: 14-15, (New Jersey 1995).
7. Summers K., Clough M.; The evolution of coloration and toxicity in the poison frog family (Dendrobatidae); Evolution, 98 strony: 6227-6232, (MAY 2001).
8. Yasutomi, Yamada; Formation of the dermal chromatophore unit (DCU) in the tree frog Hyla arborea; Pigment cell research, 11: (4) strony: 198-205, (AUG 1998).