Färgförändringen, som drivs av hormoner, verkar ha som syfte att förhindra att hanarna parar sig med varandra av misstag.
Två par asiatiska grodor som parar sig i Karnataka, Indien. De gula grodorna på bilden är hanar och de bruna är honor.
När de första monsunregnen börjar falla varje år i Indien och Sydostasien genomgår en typ av groda en nästan radikal förändring. En tillfällig hormonell färgförändring förvandlar de asiatiska grodorna (Duttaphrynus melanostictus) från chokladbruna till citrongula på bara några minuter.
Medan honornas hud förblir brun, genomgår hanarna en förändring av färgpaletten för att förbereda sig för en blixtrande omgång av snabba dejter. Forskare har länge vetat att färgförändringen sammanfaller med en hektisk årlig parningsperiod som varar i två dagar, men först nyligen har de bekräftat den specifika funktion den har.
För att undersöka detta 3D-printade forskare vid Schönbrunns zoo i Wien grodor, några bruna och andra gula, och placerade dem bland riktiga grodor som samlades för att para sig. De upptäckte att hanarna i stort sett ignorerade de gula modellerna, men ofta försökte para sig med de bruna, som matchade den färg de förväntade sig av honorna. Forskarna testade att variera andra faktorer, såsom vikt, storlek och färgmättnad hos grodmodellerna, men inget annat verkade påverka vilka modeller som lockade hanarna mest.
Forskarna hävdar att detta tydligt tyder på att grodorna kodar sig med färger på ett naturligt sätt för att undvika identitetsförväxling. Medan hanar av andra arter ofta visar upp ljusa färger för att locka till sig honor, verkar dessa grodor bli gula som ett trafikljus för att sända en signal som avskräcker andra hanar.
”Hos arter med explosiv fortplantning är felaktiga parningar vanliga”, säger Susanne Stückler, forskarassistent vid Schönbrunn Zoo, som ledde studien. Eftersom reproduktionsperioden är så kort måste paddorna hitta en partner mycket snabbt. Konkurrensen är hård, särskilt eftersom honorna är få.
I sin iver kan hanarna, enligt Stückler, försöka para sig med andra hanar, med fel paddarter, med fiskar eller till och med med livlösa föremål. ”Detta tyder på att det kan vara svårt att identifiera rätt partner under dessa förhållanden med hög täthet och stress”, säger Stückler. ”Färgsättningen verkar vara en evolutionär lösning på detta problem.”
Denna typ av forskning kan förändra hur forskare ser på färgens utveckling i djurens släktträd, säger Rayna Bell, herpetolog vid California Academy of Sciences, som inte deltog i studien.
”Det här är inte den första studien som visar denna typ av signalering hos grodor, men det jag tycker är riktigt intressant är att det kan förändra hur vi tolkar färgsignaler även hos de grupper som vi tror att vi redan förstår, inklusive mer karismatiska exempel som fåglar eller fjärilar”, säger Bell. ”Att uppmärksamma mindre studerade djur kan ge nya insikter som får oss att omvärdera vad vi trodde oss veta om signaleringsprocesser i allmänhet.”
Till skillnad från andra djur, som bläckfiskar och kameleonter, som kan ändra färg på några sekunder, tar det cirka 10 minuter för hanpaddorna att bli gula. Detta beror på att processen drivs av hormoner, snarare än av hudceller som styrs direkt av nerverna. Den gula färgen varar i upp till två dagar innan den bleknar och blir brun igen.
Hur förvandlas de? Under paddornas hud finns lager av specialiserade celler som kallas kromatoforer. Vissa innehåller mörka pigment, andra gula och röda pigment, och en tredje typ reflekterar ljuset som små speglar. Stresshormoner, såsom adrenalin, verkar få paddornas kroppar att omorganisera pigmenten och luta dessa reflekterande plattor.
Färgförändringen kan verka som ett exceptionellt fall av samarbete i naturen. Men paddorna fortsätter att konkurrera med varandra.
”De slåss, sparkar och försöker fördriva andra hanar” som redan försöker para sig, säger Stückler. ”Ibland försöker flera hanar [para sig samtidigt med] samma hona, vilket bildar ’parningsklumpar’ som till och med kan leda till att honan drunknar.”
Klimatförändringarna kan ytterligare spänna upp en redan hektisk och noggrant synkroniserad händelse. Även om monsunsäsongen varar i flera månader, fortplantar sig asiatiska grodor, tillsammans med många andra amfibier, under en specifik period på en eller två dagar i början. Detta beror på att ungarna måste kläckas och utvecklas så mycket som möjligt före vintern för att ha större chans att överleva. När regnen kommer och pölar börjar bildas, parar grodorna sig snabbt och grodynglen hinner utvecklas till grodor innan deras livsmiljö torkar ut igen.
Men förändringarna i klimatmönstren påverkar både tidpunkten och intensiteten för monsunsäsongen, vilket kan störa den redan snäva tidsramen för många arter. Om paddorna lägger ägg under en kort regnperiod före en lång period med soliga dagar, ”skulle alla ägg torka ut och populationen minska under de följande åren”, säger K. V. Gururaja, amfibieexpert vid Srishti Manipal Institute of Art, Design and Technology i Indien, medförfattare till studien. Överlevnaden för arter med explosiv fortplantning, såsom den asiatiska grodan, kan bero på deras förmåga att anpassa sig till förändringar i monsunens flöde.
