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從23厘米到7厘米 這種動(dòng)物竟越長(zhǎng)大越縮小

來(lái)源: 責(zé)編: 時(shí)間:2024-01-16 10:13:21 203觀看
導(dǎo)讀 幾乎所有生物在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中都會(huì)越來(lái)越大,這是再常見(jiàn)不過(guò)的事。例如,青少年在青春期會(huì)蹭蹭地長(zhǎng)個(gè)子,而小蝌蚪經(jīng)過(guò)變態(tài)發(fā)育,最終也會(huì)變成體型翻幾番的青蛙。1967 年,研究人員曾在巴西發(fā)現(xiàn)了一只長(zhǎng)達(dá)

幾乎所有生物在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中都會(huì)越來(lái)越大,這是再常見(jiàn)不過(guò)的事。例如,青少年在青春期會(huì)蹭蹭地長(zhǎng)個(gè)子,而小蝌蚪經(jīng)過(guò)變態(tài)發(fā)育,最終也會(huì)變成體型翻幾番的青蛙。u6h28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

1967 年,研究人員曾在巴西發(fā)現(xiàn)了一只長(zhǎng)達(dá) 27 厘米的蝌蚪,由于它的尾巴受傷殘缺,這甚至并非它的全長(zhǎng)。據(jù)推測(cè),這只蝌蚪的完整體長(zhǎng)可能達(dá)到 32~33 厘米,也是目前已知的世界上最大的蝌蚪。u6h28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

你也許會(huì)想,連蝌蚪都這么大,長(zhǎng)大后豈不會(huì)成為半米長(zhǎng)的巨型青蛙?然而,這種巨大蝌蚪的成年形態(tài)——奇異多指節(jié)蟾(Pseudis paradoxa)的體長(zhǎng)卻只有 6~7 厘米。u6h28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

這種神奇的特性也給它們賦予了兩個(gè)獨(dú)特的別名——“悖論蛙”(paradoxical frog)和“縮水蛙”(shrinking frog)。u6h28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

從23厘米到7厘米 這種動(dòng)物竟越長(zhǎng)大越縮小u6h28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com
奇異多指節(jié)蟾的蝌蚪階段和成蛙階段(圖片來(lái)源:Chipmunkdavis, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons)u6h28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

年紀(jì)變大,身體卻變小了,這是怎么回事呢?u6h28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

最終會(huì)變成魚(yú)的青蛙?u6h28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

阿爾伯特·塞巴(Albert Seba)是荷蘭的一名動(dòng)物學(xué)家,熱衷收集世界各地的動(dòng)物標(biāo)本。u6h28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

18 世紀(jì)的某天,塞巴在蘇里南獲得了一些不同尋常的標(biāo)本:一種巨大的蝌蚪和與之對(duì)應(yīng)的小青蛙。他得出結(jié)論:這種神秘物種首先以蛙的形態(tài)存在,在發(fā)育過(guò)程中逐漸長(zhǎng)出尾巴,而后四肢退化,形成了這種巨大蝌蚪的模樣。u6h28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

雖然沒(méi)能收集到更多樣本,無(wú)法確切得知這種巨大蝌蚪未來(lái)的命運(yùn)會(huì)是怎樣,但塞巴已經(jīng)在腦海中為它補(bǔ)全了圖景。u6h28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

由于這種蝌蚪螺旋狀的腸子與蝦虎魚(yú)(goby)腹部的吸盤有那么一丟丟相似之處,塞巴推測(cè),如果繼續(xù)發(fā)育下去,這種巨大的蝌蚪很可能會(huì)變成一條魚(yú)。u6h28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

后來(lái),塞巴將這一發(fā)現(xiàn)記錄在了自己的著作中,瑞士博物學(xué)家瑪麗亞·西碧拉·梅里安(Maria Sibylla Merian)將這一奇特物種命名為魚(yú)蛙(Rana piscis)。u6h28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

就連大名鼎鼎的現(xiàn)代分類學(xué)之父——卡爾·林奈(Carl Linnaeus)也相信了這一說(shuō)法,他把“魚(yú)蛙”寫進(jìn)了第一版《自然系統(tǒng)》(Systema Naturae)的“悖理動(dòng)物”(Animalia Paradoxa)部分,與“魚(yú)蛙”一同列入其中的還包括九頭蛇、獨(dú)角獸、鳳凰等神奇生物。u6h28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

從23厘米到7厘米 這種動(dòng)物竟越長(zhǎng)大越縮小u6h28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com
林奈在《自然系統(tǒng)》中“悖理動(dòng)物”部分記載的“魚(yú)蛙”(圖片來(lái)源:Carl Linnaeus, Public domain, via Wikimedia Commons)u6h28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

可惜,這只是塞巴的一廂情愿罷了,“魚(yú)蛙”不過(guò)是巨型蝌蚪發(fā)展出的最終形態(tài),并不會(huì)變成一條魚(yú)。隨著科學(xué)家的深入觀察,1758 年,林奈在第 10 版《自然系統(tǒng)》中更正了原本的說(shuō)法,將“魚(yú)蛙”的拉丁名改為“Rana paradoxa”,意為“矛盾的蛙”。u6h28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

1830 年,德國(guó)動(dòng)物學(xué)家約翰·格奧爾格·瓦格勒(Johann Georg Wagler)將它的屬名定為“Pseudis”,意思是“偽造的”,以此體現(xiàn)這種神奇動(dòng)物曾給博物學(xué)家?guī)?lái)的困擾。至此,奇異多指節(jié)蟾才終于獲得了它沿用至今的拉丁名。u6h28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

不過(guò)是大尾巴蛙u6h28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

奇異多指節(jié)蟾廣泛分布于特立尼達(dá)和多巴哥、圭亞那、巴西及阿根廷等地,主要生活在池塘、沼澤、水庫(kù)或稻田邊的植被中。它們的頭背部通常呈鮮綠色或棕色,四肢上還有深棕色的條紋。u6h28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

每年夏季是它們的繁殖季節(jié),當(dāng)?shù)厝嗽谶@時(shí)常常會(huì)聽(tīng)到它們嘹亮的大合唱。研究人員發(fā)現(xiàn),奇異多指節(jié)蟾的蝌蚪在生長(zhǎng)發(fā)育的早期階段,體表也有明顯的深色條紋。隨著體長(zhǎng)的迅速增加,那些原本清晰可見(jiàn)的條紋漸漸消失,深色的尾巴漸漸褪色。u6h28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

這種蝌蚪狀態(tài)會(huì)維持大約 12~16 周,然后它們就將步入變態(tài)發(fā)育階段。在變態(tài)發(fā)育開(kāi)始之前,它們的生長(zhǎng)速度會(huì)逐步放緩,直到體長(zhǎng)達(dá)到二十幾厘米。u6h28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

二十幾厘米,這聽(tīng)上去很長(zhǎng),但其實(shí)其中至少 2/3 都是蝌蚪尾巴。例如,一只 23 厘米長(zhǎng)的奇異多指節(jié)蟾的蝌蚪,其真正的身體部分(即從口鼻處到發(fā)育出后肢的部位之間)長(zhǎng)度甚至不足 5 厘米,而這已經(jīng)與奇異多指節(jié)蟾成蛙階段的大小相差無(wú)幾了。u6h28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

就這樣,經(jīng)過(guò)大約 5~11 天的變態(tài)發(fā)育,奇異多指節(jié)蟾的蝌蚪會(huì)發(fā)展出口腔、肺部、四肢,同時(shí)尾巴漸漸消失,“縮水”成了一只體型普普通通的幼蛙。u6h28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

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奇異多指節(jié)蟾的不同發(fā)育階段(圖片來(lái)源:Special Collections of the University of Amsterdam, Public domain, via Wikimedia Commons)u6h28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

那么,是什么讓奇異多指節(jié)蟾選擇采用這種如此與眾不同的發(fā)育方式,等蝌蚪長(zhǎng)到體型巨大之后再開(kāi)始變態(tài)發(fā)育呢?有一種可能是,由于這種蝌蚪的生長(zhǎng)速度異乎尋常,因此發(fā)育到與其他蝌蚪變態(tài)發(fā)育前類似的階段時(shí),它們已經(jīng)成為龐然大物了。u6h28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

不過(guò),在與其他蛙類蝌蚪的生長(zhǎng)速度進(jìn)行比較后,研究人員認(rèn)為這種猜測(cè)并不合理。以細(xì)趾蟾科的另一種蛙(Leptodactylus fuscus)為例,在不到 20 天的時(shí)間內(nèi),它的蝌蚪就能從 0.8 厘米長(zhǎng)到變態(tài)發(fā)育前的 3.4 厘米。u6h28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

按照這一生長(zhǎng)速度,如果這種蝌蚪也要長(zhǎng)到二十幾厘米,就需要花費(fèi) 137 天。而同樣地,奇異多指節(jié)蟾的蝌蚪也花了十幾周才長(zhǎng)到二十幾厘米??梢?jiàn),奇異多指節(jié)蟾的蝌蚪變得巨大,并非是因?yàn)殚L(zhǎng)得快,而僅僅是生長(zhǎng)得更久。u6h28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

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細(xì)趾蟾科的Leptodactylus fuscus(圖片來(lái)源:Esteban Alzate, CC BY-SA 2.5, via Wikimedia Commons)u6h28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

研究人員認(rèn)為,我們需要從奇異多指節(jié)蟾的生活方式和環(huán)境入手才能解答它為何選擇這種發(fā)育方式的問(wèn)題。作為一種兩棲動(dòng)物,奇異多指節(jié)蟾在變態(tài)發(fā)育前后生活在完全不同的環(huán)境中。u6h28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

因此,何時(shí)、長(zhǎng)到多大再開(kāi)始變態(tài)發(fā)育才能獲得演化水平的最優(yōu)解,取決于如何平衡它們兩種生活狀態(tài)下的生長(zhǎng)速度和死亡率。絕大多數(shù)奇異多指節(jié)蟾的蝌蚪都生活在沼澤等不太可能突然干涸的區(qū)域,因此,與其他蛙類相比,它們有更充分的機(jī)會(huì)在水中發(fā)育。u6h28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

而成年奇異多指節(jié)蟾只能以陸地上的昆蟲(chóng)為食,從飲食中獲取能量的效率并不高,這可能使它們選擇將蝌蚪階段作為生長(zhǎng)發(fā)育的重點(diǎn)時(shí)期。漫長(zhǎng)的蝌蚪階段使奇異多指節(jié)蟾在變態(tài)發(fā)育完成時(shí)已達(dá)到其他蛙類蝌蚪難以企及的成熟度——接近性成熟。u6h28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

例如,在變態(tài)發(fā)育過(guò)程中,這些雌雄蝌蚪就已經(jīng)開(kāi)始產(chǎn)生卵細(xì)胞和精子了,而其他蛙類的蝌蚪通常要變態(tài)發(fā)育成幼蛙后才會(huì)開(kāi)始這一階段。這種獨(dú)特的性成熟周期與奇異多指節(jié)蟾的生存環(huán)境高度契合。u6h28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

例如,在它的主要棲息地之一——特立尼達(dá)和多巴哥,一個(gè)位于中美洲加勒比海南部的島國(guó),全年分為明顯的旱雨兩季,其中 5 月至 12 月為雨季,12 月至下一年 5 月為旱季。u6h28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

對(duì)于夏季開(kāi)始繁殖、蝌蚪階段持續(xù)好幾個(gè)月的奇異多指節(jié)蟾而言,在雨季結(jié)束之前完成水生生長(zhǎng)階段和接近性成熟,并在下一年雨季到來(lái)之時(shí)開(kāi)始繁殖,一切都剛剛好。都是虛假的“身高”。u6h28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

參考文獻(xiàn)u6h28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

[1]https://www.jstor.org/stable/2447862u6h28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

[2]https://en.wikipedia.org/wiki/Animalia_Paradoxau6h28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Pseudis_paradoxau6h28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

[4]https://www.thebhs.org/publications/the-herpetological-journal/volume-19-number-1-january-2009/537-02-the-paradoxical-frog-i-pseudis-paradoxa-i-larval-habitat-growth-and-metamorphosisu6h28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

[5]https://www.thebhs.org/publications/the-herpetological-journal/volume-19-number-1-january-2009/536-01-the-paradoxical-frog-i-pseudis-paradoxa-i-larval-anatomical-u6h28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

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