Adaptacja płazów i gadów do życia w górach
Marek Guzik
Zakład Zoologii Instytutu Biologii
Tereny górskie, obok ukształtowania terenu, charakteryzują się specyficznymi warunkami klimatycznymi. Tatry, w porównaniu z innymi wysokimi górami, np. Alpami mają jednak pewną cechę indywidualną - są powierzchniowo niewielkie (808 km2) ale równocześnie strome. W efekcie spotyka się tu ogromną różnorodność warunków ekologicznych na stosunkowo małym obszarze. Przede wszystkim panują tu znacznie surowsze warunki niż na terenach położonych niżej. Średnia roczna temperatura jest z reguły niższa niż + 50C. W Zakopanem, na wysokości 844 m n.p.m. średnia roczna temperatura wynosi 4.90C, ale już na Hali Gąsienicowej (1520 m n.p.m.) 2.40C, a na Kasprowym Wierchu (1985 m n.p.m.) tylko - 0.80C. Ogólnie przyjmuje się, że wraz ze wzrostem wysokości o 100 m maleje średnia roczna temperatura o 0.50C. Sprawia to, iż sezon wegetacyjny w górach jest znacznie krótszy niż na terenach położonych niżej. W Zakopanem średni czas zalegania śniegu wynosi 117 dni (okres wegetacji ok. 8 miesięcy) natomiast na Hali Gąsienicowej śnieg zalega średnio przez 192 dni, a okres wegetacji skraca się do 5½ miesiąca. Na każde 100 m wysokości przybywa 10 dni z pokrywą śnieżną. Podobnie kształtuje się okres występowania pokrywy lodowej na górskich stawach. Staw Toporowy, położony na wys. 1089 m n.p.m. jest pozbawiony lodu średnio przez 187 dni w roku, podczas gdy Zadni Staw Gąsienicowy (1860 m n.p.m.) bez pokrywy lodowej pozostaje tylko 67 dni w ciągu roku. Stwierdzono również, że na każde 100 m wysokości przybywają 4 dni bardzo mroźne. U podnóża Tatr liczba dni bardzo mroźnych wynosi ok. 30, natomiast na najwyższych szczytach jest ich już 120.
Podobne zależności występują na terenie Alp. W okolicy alpejskiego schroniska Freiburger Hütte, położonego na wys. 1931 m n.p.m. okres wegetacyjny trwa 4½ - 5 miesięcy, a w zacienionych miejscach śnieg leży przez cały rok. Ukształtowanie terenu, głównie wystawa i nachylenie stoku, powoduje jednak, że tak w Tatrach jak i w Alpach w wielu miejscach śnieg i lód topnieje wcześnie i tworzą się okresowe rozlewiska, albo też jeden z brzegów stawu, zazwyczaj dobrze nasłoneczniony, jest wolny od pokrywy lodowej.
Tak trudne i zmienne warunki powodują, że tylko nieliczne zwierzęta mogą zaadoptować się do życia w górach, czy też wytworzyć lokalne rasy wysokogórskie.
Góry są szczególnym wyzwaniem dla płazów i gadów, zwierząt zmiennocieplnych, których życie i aktywność w sposób zasadniczy zależy od temperatury, a w przypadku płazów rozród i rozwój jest związany ze środowiskiem wodnym.
Przede wszystkim wśród europejskiej herpetofauny brak gatunków eualpejskich, tzn. występujących wyłącznie w górach, a właściwie w ich wyższych partiach. Płazy i gady spotykane w górach zalicza się do gatunków tychoalpejskich tzn. stale występujących w górach ale również poza nimi. Są to zatem takie gatunki, których biologia umożliwiła im życie w tak trudnych i niesprzyjających warunkach.
Wśród polskich płazów gatunkami najbardziej przywiązanymi do terenów górskich są traszka górska (Triturus alpestris) i traszka karpacka (T. montandoni), salamandra plamista (Salamandra salamandra) i kumak górski (Bombina variegata). Populacje tych gatunków (oczywiście nie wszystkich) spotyka się już od wysokości ok. 350 m n.p.m. Druga grupa to gatunki o bardzo szerokim rozprzestrzenieniu zarówno poziomym jak i pionowym, spotykane zarówno w wysokich górach ale także na nizinach. Należą tu ropucha szara (Bufo bufo), żaba trawna (Rana temporaria), jaszczurka żyworodna (Lacerta vivipara) i żmija zygzakowata (Vipera berus).
Z wymienionych gatunków traszka górska (T. alpestris), traszka karpacka (T. montandoni), ropucha szara (B. bufo), żaba trawna (R. temporaria), i żmija zygzakowata (V. berus) dochodzą w Tatrach do wysokości ok. 1700 m n.p.m. a jaszczurka żyworodna (L. vivipara) była spotykana na Rysach (2499 m n.p.m.).
W Alpach Lechtalskich (ok. 2000 m n.p.m.) występuje traszka górska (T. alpestris), żaba trawna (R. temporaria), jaszczurka żyworodna (L. vivipara), żmija zygzakowata (V. berus) i niespotykana w Tatrach salamandra czarna (S. atra).
A zatem jakie cechy umożliwiły tym gatunkom zaadoptowanie się do życia w górach ?
Rozpatrywać tu należy w pierwszym rzędzie specyficzne cechy rozrodu tych zwierząt, bowiem jako organizmy zmiennocieplne, okres zimy spędzają w stanie odrętwienia.
Wśród stwierdzonych gatunków, salamandra czarna, jaszczurka żyworodna i żmija zygzakowata, to gatunki jajożyworodne. Ma to istotne znaczenie dla rozrodu tych zwierząt bowiem samica „opiekuje się” jajami i rozwijającymi się zarodkami, reguluje temperaturę poprzez przebywanie w miejscach nasłonecznionych lub zacienionych, ale równocześnie chroni rozwijające się zarodki przed wyschnięciem.
Salamandra czarna jest płazem, którego rozród jest najbardziej przystosowany do surowego górskiego klimatu. W Alpach Lechtalskich żyje w pobliżu jeziora i licznych cieków wodnych jednak jej rozród jest całkowicie uniezależniony od wody. Pora godowa tego gatunku przypada na miesiące letnie czerwiec - lipiec. W tym czasie samice produkują kilkadziesiąt jaj, z których zazwyczaj 2 (po jednym w każdym jajowodzie) rozwijają się dalej. Pozostałe jaja, w postaci masy żółtkowej, służą jako pokarm dla rozwijających się larw. Larwy te posiadają skrzela zewnętrzne, których długość dochodzi do połowy ciała larwy. Nie służą one larwie do oddychania lecz do wchłaniania substancji odżywczych z masy żółtkowej z rozpuszczonych, pozostałych jaj. Stwierdzono również, że samica „dokarmia” larwy produkując w jajowodzie specjalne komórki nabłonkowe, którymi larwy się odżywiają. Zjawisko to nosi nazwę epiteliofagii (Guex, Chen 1986). W warunkach naturalnych larwy przebywają w ciele samicy 2 - 3 lata. Po tym okresie tracą one skrzela i jako ostatecznie ukształtowane młodociane osobniki są „rodzone” i rozpoczynają życie na lądzie. Osiągają one wtedy długość ok. 3 - 4 cm. Larwy wyjęte z jajowodów samicy, mogą żyć i rozwijać się dalej w wodzie, jednak resorbują posiadane skrzela, a na ich miejsce tworzą się nowe, służące do wymiany gazowej w środowisku wodnym.. Larwy takie prowadzą wtedy drapieżny tryb życia łowiąc małe bezkręgowce wodne, czyli wiodą tryb życia podobny do larw salamandry plamistej.
Ciekawą właściwość zauważono u wspomnianej salamandry plamistej. Płaz ten występuje w terenach podgórskich i w górach do wysokości ok. 1100 m n.p.m. Jest również gatunkiem jajożyworodnym, jednak w przeciwieństwie do salamandry czarnej salamandra plamista „rodzi” larwy do górskich potoków. Jednak gdy nie ma takiej możliwości, potrafi przetrzymywać larwy w jajowodach i „rodzić” przeobrażone młode osobniki. W tym przypadku larwy większe pożerają w jajowodach samicy larwy mniejsze, w czym upodabniają się do salamandry czarnej. Jest to interesujący dowód na to jak organizmy mogą sterować swoim rozrodem w niesprzyjających warunkach.
Jaszczurka żyworodna i żmija zygzakowata w normalnych warunkach, na terenach podgórskich, każdego roku „rodzą” młode osobniki. Jednak znane są z tego, że w niekorzystnych warunkach również mogą przetrzymywać w drogach rodnych rozwijające się zarodki i „rodzić” młode co dwa lata. Sprawia to, że jaszczurka żyworodna dochodzi do 3000 m n.p.m. oraz jest równocześnie najdalej na północ występującym europejskim gadem. W wysokich górach gady te, szczególnie samice z zarodkami, najczęściej spotkać można właśnie wygrzewające się na słońcu. Oczywiste jest zatem, że taka biologia rozrodu pozwoliła tym gatunkom zaadoptować się do życia w górach i w czasie szczególnie zimnych lat, gdy okres życia aktywnego jest krótki, „rodzić” młode raz na 2 lata.
Inną ważną cechą płazów pozwalającą im na życie w górach jest rozciągnięcie w czasie pory godowej i składanie jaj partiami. Taki przebieg pory godowej jest charakterystyczny dla traszki górskiej, traszki karpackiej oraz kumaka górskiego.
Gatunki te posiadają duże zdolności adaptacyjne i są mało wybredne w wyborze zbiornika, w którym odbywają gody. Pozwala im to na występowanie i odbywanie godów w każdym dostępnym, nawet okresowym zbiorniku wodnym. Składanie jaj partiami jest „zabezpieczeniem” przed wyginięciem wszystkich jaj lub larw w przypadku np. wyschnięcia zbiornika. Ginie wtedy tylko pewna partia jaj lub larw, ale samica jest zdolna do złożenia następnej partii jaj gdy np. po deszczu pojawi się nowy zbiornik wodny. Inne ważne cechy tych gatunków to przystosowanie do odbywania godów w stosunkowo niskich temperaturach oraz zdolność larw do zimowania. Gatunkiem najbardziej tolerancyjnym na niskie temperatury jest traszka górska. W Alpach spotykałem samice w zbiornikach wodnych, w których tylko niewielka powierzchnia była wolna od lodu. Traszki te w chwili zagrożenia chowały się pod lodem. Larwy tych gatunków bardzo często nie zdążą się przeobrazić w czasie krótkiego okresu wegetacyjnego i zimują w zajmowanych zbiornikach. Ponadto w przypadku traszki górskiej zaobserwowano zjawisko neotenii. Jest to uzyskanie przez larwę dojrzałości płciowej i zdolności do rozrodu płciowego. Pozwala to larwie, jeszcze przed przeobrażeniem, na odbycie godów i złożenie jaj, czyli zapoczątkowanie następnego pokolenia.
Inna cecha umożliwia życie w górach żabie trawnej. Ten popularny w całej Europie płaz odbywa gody w najwyżej położonych zbiornikach wodnych. Przystosowaniem do odbywania godów wczesną wiosną i wysoko w górach, jest budowa jaja tego gatunku. Sama komórka jajowa, u żab godujących w górach, zawiera więcej pigmentu przez co jest czarna. Pozwala to na lepsze chłonięcie promieni słonecznych, a tym samym podwyższanie temperatury. Ponadto galaretowata otoczka jaja jest najgrubsza właśnie w przypadku skrzeku żaby trawnej. Chroni to zarodek przed przemarznięciem w przypadku przymrozków, ale równocześnie dłużej utrzymuje środowisko wilgotne wokół zarodka w przypadku wysychania skrzeku. Stwierdzono, że w warunkach górskich, w złożonym poza wodą skrzeku, zarodki rozwijały się przez kilka dni, aż dotrwały do opadów deszczu, który spłukał skrzek wraz z nimi do najbliższego rozlewiska.
Przedstawione tu przypadki to tylko wybrane przykłady kilku ogólnych przystosowań płazów i gadów do życia i rozmnażania się w górach. Każdy gatunek żyjący w górach, w zależności od warunków występujących w danym roku, modyfikuje swoje zachowanie, dostosowując je do aktualnych warunków. Dlatego też obserwowanie zwierząt w naturze jest tak fascynującym zajęciem.
Literatura:
Blab J., Vogel H. 1999. Płazy i gady Europy Środkowej. Ofic. Wyd. Multico, Warszawa.
Bogenrieder A., Huck L., Liehl E. 1984. Rund um die Freiburger Hütte. Verlag Karl Schillinger, Freiburg i. Br.
Freytag G. E. 1989. Vom Wasser- zum Landleben. Urania-Verlag, Leipzig - Jena - Berlin.
Gąsienica Byrcyn W. 2000. "Tatrzański Park Narodowy", Oficyna Wydawnicza Multico, Warszawa.
Juszczyk W. 1986. Gady i płazy. Mały słownik zoologiczny. W.P. Warszawa.
Kleven R. 1987. Distribution and habitat selection of Salamandra atra Laurenti, 1768. Proceedings of the 4th Ordinary General Meeting of the Societas Europaea Herpetologica. Faculty of Sciences Nijmegen, 231 - 234.
Mirka Z. (red.) 1996. Nature of the Tatra National Park. Wyd. TPN. Kraków - Zakopane.
Stecki K. 1979. "Przyroda polska - Tatry", Wyd. Wiedza Powszechna, Warszawa.