被活吞後,水甲蟲上演“後門”逃生,從青蛙的腸道中逃脫

人生的旅程有時會帶你到意想不到的地方

日本的暗斑蛙 (Pelophylax nigromaculatus)。

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對於大多數昆蟲來說,被青蛙活吞是一項死刑判決,但有一種甲蟲物種卻不屑於被消化,而是透過偷偷溜出捕食者的肛門來獲得自由。 

當池塘蛙Pelophylax nigromaculatus被呈現出水生甲蟲Regimbartia attenuata時,它迅速吞下了這隻甲蟲,將其整個活生生地吞了下去。但研究人員最近發現,這頓飯以一種奇怪的轉折結束。

在大多數實驗中,甲蟲在六小時內再次出現,從青蛙的肛門或洩殖腔中溜出來。雖然肌肉通常會緊緊地關閉洩殖腔,但當青蛙排便時,這些肌肉會放鬆;根據這項新研究,甲蟲可能正在刺激青蛙的排便反射,以便暫時開啟這個不尋常的緊急出口。


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日本神戶大學農業科學研究生院副教授杉浦真治研究溼地昆蟲的防禦捕食者策略,他懷疑甲蟲R. attenuata已經進化出某種防禦沼澤棲息地青蛙的防禦機制。然而,杉浦在一封電子郵件中告訴Live Science,這種防禦機制與他預期的非常不同。

2019年9月,他在實驗室條件下為一隻幼年P. nigromaculatus青蛙提供了一隻成年甲蟲。杉浦猜測青蛙可能會把甲蟲吐出來,但105分鐘後,他驚訝地看到活甲蟲從青蛙的另一端出現了。 

“我用攝像機記錄了這一行為,”他說。“我非常驚訝地觀看了甲蟲從青蛙洩殖腔逃脫的錄影。”

他進行了十多次實驗,93%被吞下的甲蟲被排洩出來——總是頭朝前,杉浦今天(8月3日)在《當代生物學》雜誌上報道。這些甲蟲“經常纏繞在糞便顆粒中”,但它們“立即恢復”,恢復了它們的甲蟲業務,並在排洩後至少存活了兩週。

實驗中的其他水生甲蟲就沒有那麼幸運了。當杉浦用甲蟲Enochrus japonicus引誘青蛙時,所有的甲蟲都在青蛙體內死亡,並在被吞下24小時後部分排出。

從青蛙的嘴到肛門,黑暗而危險的路徑穿過食道、、小腸和大腸。對於一隻被吞下的甲蟲來說,從頭到尾穿過這個潮溼且密不透風的內部隧道至少需要六分鐘,儘管大多數甲蟲在被吃掉後一小時到六小時之間出現,根據這項研究。 

青蛙通常不會在飯後這麼快排便;這暗示甲蟲正在積極地促使青蛙排便,而不是被動地等待透過。為了測試甲蟲是否可能正在使用它們的腿來做到這一點,杉浦給青蛙提供了腿用粘性蠟固定在一起的甲蟲。

杉浦報告說,這些甲蟲中沒有一隻倖存下來。

“這項研究是第一個記錄到獵物主動從捕食者的洩殖腔逃脫,並表明獵物可能促進捕食者排便以加速從捕食者體內逃脫,”杉浦寫道。需要進一步的實驗來拼湊出甲蟲如何鼓勵青蛙放鬆括約肌;“然而,我推測R. attenuata使用腿和身體來刺激青蛙的後腸,”他告訴Live Science。

雖然R. attenuata的逃生技術對科學家來說是新的,但這些昆蟲並不是唯一可以在被吃掉後逃避免疫的甲蟲。2018年,杉浦發現,當步甲蟲(Pheropsophus jessoensis)被青蛙或蟾蜍吞下時,會釋放出有毒化學物質噴霧,以至於兩棲動物會翻轉自己的胃,將甲蟲嘔吐出來。然後,甲蟲會匆匆逃走——身上滴著粘液和消化液,但其他方面安然無恙,Live Science此前報道

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明迪·韋斯伯格是一位科學作家,報道生物學、古生物學、氣候變化和太空。她曾在哥倫比亞大學學習電影,並在美國自然歷史博物館製作、撰寫和導演媒體超過十年,創作了關於恐龍、天體物理學、生物多樣性和進化論的影片,這些影片已在世界各地的博物館和科學中心展出。她的著作《殭屍蟲子的崛起:寄生蟲精神控制的驚人科學》將於2025年春季由霍普金斯出版社出版。

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