Naukowcy z University of Kansas opublikowali w czasopiśmie Ichthyology & Herpetology wyniki swoich badań, opisując nowy gatunek żaby zębatej o nazwie Limnonectes cassiopeia, pochodzącej z filipińskiej wyspy Luzon.
Co zaskakujące, okazy nowego gatunku zbierano kilkanaście razy w ciągu ostatnich 20 lat, ale za każdym razem błędnie sądzono, że są młodą wersją dobrze znanej, niemal identycznej (choć, jak się okazało, niezbyt blisko spokrewnionej) żaby olbrzymiej z Luzon.
„Nazywa się je tak, ponieważ samce niektórych gatunków mają duże, kostne wypukłości, jak kły, w dolnej szczęce – to dość wyjątkowe” – powiedział główny autor Mark Herr, doktorant w Instytucie Różnorodności Biologicznej i Muzeum Historii Naturalnej na Uniwersytecie Kansas. „To wciąż trochę tajemnica, ale powszechnie przyjmuje się, że te kły służą do walki samców z samcami. Kły samców są znacznie większe niż kły samic. Samce mają duże głowy, a wiele z tych żab może być ogromnych – niektóre są tak duże jak kurczaki w innych częściach Azji Południowo-Wschodniej”.
Herr najpierw zidentyfikował Limnonectes cassiopeia podczas szerszego badania genetycznego wszystkich filipińskich żab kłowych, obejmującego nieco ponad tuzin znanych gatunków.
„Sekwencjonowałem wiele z nich, aby stworzyć dobry zestaw danych genetycznych, co pozwoliło mi zbadać wzorce ich pokrewieństwa” — powiedział Herr. „Wiele gatunków zostało pierwotnie opisanych w ciągu ostatniego półtora wieku wyłącznie na podstawie ich wyglądu fizycznego — zanim pojawiła się współczesna analiza genetyczna. Na Luzonie były dwa znane gatunki żab kłowych: Limnonectes macrocephalus, duży i średniej wielkości Limnonectes woodworthi. Jednak odkryłem inną grupę obok macrocephalus, która pojawiła się w danych genetycznych jako odrębna gałąź”.
Znalezienie trzeciego, wcześniej nieznanego gatunku w danych genetycznych żaby z zębami skłoniło Herra do rozpoczęcia fizycznej analizy okazów muzealnych, wspartej i kierowanej przez przyciągającą uwagę genetykę. Miał nadzieję, że uda mu się odróżnić jakąkolwiek część ich morfologii od żaby z zębami Luzon, ponieważ analiza genetyczna sugerowała, że ewoluowały one raczej niezależnie.
Na szczęście, rozległa praca na Filipinach, prowadzona przez Rafe'a Browna, mentora wydziału KU Herr'a, i poprzednich pokoleń badaczy z KU, oznaczała, że w KU Biodiversity Institute and Natural History Museum było mnóstwo okazów. Brown był współautorem nowego artykułu wraz ze studentką magisterską KU, Hannah Som.
„Sprawdziłem swoją pracę genetyczną, aby upewnić się, że nie ma żadnych błędów, i tak nie było” – powiedział Herr. „To skłoniło mnie do zbadania wszystkich okazów Limnonectes z Luzon w muzeum. Mamy setki tych żab i dokładnie porównałem 19, które pojawiły się w nowym klastrze genetycznym, z tymi z głównego klastra”.
Herr stwierdził, że próbując odróżnić cechy fizyczne obu gatunków, łatwo było zrozumieć, dlaczego można je pomylić z tym samym gatunkiem.
„Jestem herpetologiem, spędzam dużo czasu, patrząc na żaby – patrzyłem na te rzeczy przez kilka tygodni, po prostu wpatrując się w nie, próbując zobaczyć, czy coś zobaczę, ale nie mogłem” – powiedział Herr. „Nie mogłem dostrzec żadnej większej różnicy. To nie jest tak, że jedna grupa jest wyraźnie ubarwiona lub wyraźnie pręgowana, a druga nie”.
Herr rozpoczął szczegółowe pomiary okazów żab z zębami.
„Mamy wiele standaryzowanych pomiarów, które mają na celu znalezienie różnic między populacjami – sprawdzenie, czy różnice odzwierciedlają wzorce specjacji” – powiedział Herr. „Przeprowadziłem porównania między populacjami, zacząłem podejrzewać, że mogą reprezentować różne gatunki, a następnie zagłębiłem się dalej, dokonując szczegółowych porównań różnych cech względem siebie”.
Wreszcie Herr dokonał „wielkiego przełomu”, gdy odkrył, że wszystkie genetycznie odrębne gatunki mają mniejsze dyski palców – i są białe.
„Dyski są ważne” – powiedział Herr. „Statystycznie rzecz biorąc, w porównaniu do wielkości ciała, mogą mieć mniejsze poduszki palców. Więc wziąłem wszystkie genetycznie zidentyfikowane okazy i znalazłem kluczową cechę – prostą cechę fizyczną, którą każdy może ocenić na wolności. Jeśli złapią jedną z tych żab, mogą ją odwrócić i od razu to stwierdzić. Poduszki palców są nie tylko mniejsze, ale są białe. Są blade, całkowicie niepigmentowane, co odróżnia je od głównego gatunku Limnonectes macrocephalus, który ma ciemnoszare pigmentowane poduszki palców”.
Herr powiedział, że ten niezauważony szczegół jest jeszcze bardziej niezwykły, ponieważ wyspa, na której mieszkają żaby, jest gęściej zaludniona niż Wielka Brytania.
„Ludzie z Luzonu łowią te żaby – całą grupę – od ponad 100 lat” – powiedział, dodając, że stanowią one część diety kilku rdzennych grup. „Mają te białe dyski. … ale pomyślałem: Kto by na to spojrzał? Kto by o tym pomyślał? Ponieważ mamy te zasoby genetyczne, teraz wiem, że te żaby są inne. Wiedziałem, że powinienem sprawdzić, czy to prawda. Żaby są genetycznie rozbieżne; więc pomyślałem, sprawdźmy, czy ta pojedyncza cecha odpowiada dużej różnicy w ich ogólnym składzie fizycznym, ich rozmiarze i kształcie – sposobie, w jaki żaby pojawiają się w przestrzeni fizycznej”.
Rzeczywiście, Herrowi pięć białych poduszeczek u stóp nowego gatunku przypomniało pięciogwiazdkową konstelację Kasjopei, dlatego też nadał mu nazwę Limnonectes cassiopeia.
Z czasem Herr dostrzegł kolejną ważną różnicę – nowy gatunek Limnonectes cassiopeia wykształcił swoją charakterystyczną dużą głowę na wcześniejszym etapie rozwoju, od osobnika młodocianego do dorosłego, niż Limnonectes macrocephalus.
„Oczywiście, olbrzymie żaby makrocefaliczne pokrywają się rozmiarem, ponieważ wszystkie zaczynają jako naprawdę małe i nie można tego stwierdzić” – powiedział. „Można by pomyśleć, że to wszystkie młode żaby makrocefaliczne – tak myślał każdy, kto je złapał, przez ostatnie 25 lat. Ale przeprowadziłem kilka pomiarów, aby ustalić, że gdy samce zaczynają osiągać dojrzałość płciową, mają duże, szersze głowy i rozwijają ogromne kły. Czasami, gdy rozważamy ich użycie kłów w walce, widzimy duże samce Limnonectes z bliznami na głowach, prawdopodobnie obrażeniami odniesionymi w walce. A moja analiza wykazała, że duże głowy zaczynają pojawiać się w tym nowym klastrze genetycznym przy ogólnym mniejszym rozmiarze ciała”.
Teraz, gdy nowy gatunek został już rozpoznany, Herr ma nadzieję dowiedzieć się więcej o jego zachowaniu na wolności i o tym, czym różni się od Limnonectes macrocephalus.
„Teraz, gdy wiemy, że są inne, możemy wyjść i je obserwować, studiować ich historię naturalną i szczegóły. Może robią coś zupełnie innego na wolności, wiesz?” powiedział. „To dla mnie ekscytujące”.