許多蝌蚪用強效毒素來防禦捕食者，但一項新的研究發現，這些毒素似乎也有助於它們在同類競爭中獲勝。
根據9月23日發表在《功能生態學》上的研究，普通蟾蜍（Bufo bufo）的蝌蚪在擁擠的環境中飼養時毒性更強，這可能會使它們具有競爭優勢。
已知許多有毒植物物種會調節其防禦機制以抵禦不同的威脅，但尚不清楚動物是否也具有類似的毒素調節能力。儘管已知捕食壓力會誘導蝌蚪的化學防禦，但新的發現是脊椎動物中競爭刺激毒素合成的第一個明確證據。
支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮訂閱我們的獲獎新聞報道，以支援我們的工作。 訂閱。透過購買訂閱，您可以幫助確保有關當今塑造我們世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
具有毒性可以使一個物種基本上對捕食者來說無法食用，但製造強效毒素會產生代謝成本，因此最好讓這種投資物有所值。“對於這些動物來說，如果能夠將它們的抗捕食毒素也用作對付競爭對手的化學武器，那將是一舉兩得，”該研究的主要作者，布達佩斯匈牙利科學院的生態學家維羅尼卡·博科尼說。
普通蟾蜍配備了蟾毒配基，這種強效毒素透過加速和擾亂心臟節律來造成傷害。野外研究發現，普通蟾蜍的毒性在地理上存在差異，競爭強度是最可靠的預測指標。但目前尚不清楚這種模式的出現是因為種群在不同的池塘中彼此之間基因隔離，還是反映了環境因素誘導的防禦機制。
博科尼和她的同事將這個問題帶到了實驗室，在人工池塘中飼養不同數量的蟾蜍，這代表了競爭的強度。池塘的物種組成也各不相同；有些池塘只包含普通蟾蜍，另一些包含敏捷蛙（Rana dalmatina），還有一些則包含混合物種。敏捷蛙比普通蟾蜍孵化得更早，生長得更大，因此它們被認為是更強大的競爭對手。因為青蛙無毒，研究人員想看看蟾蜍的毒素是否專門針對這些強烈的競爭對手（一種稱為化感作用的現象）。
有毒的關係
蟾蜍的競爭對手（無論是哪個物種）越多，它們就越小且毒性更強，這與野外結果相呼應。但令人驚訝的是，蟾蜍蝌蚪對同類的防禦更加強烈，它們產生的毒素比對付青蛙時更多。與此同時，青蛙似乎並沒有受到有毒同伴的影響。
加拿大彼得伯勒市特倫特大學的生態學家托馬斯·霍西說，這項研究“設計得非常好”。他指出，其他蝌蚪性狀（包括形態和行為）的可塑性已被充分記錄，但大多數研究都檢查了對捕食風險的反應。“這篇論文是另一個很好的例子，說明了幼年兩棲動物的性狀實際上有多麼驚人的可塑性。”
加州大學洛杉磯分校的生態學家加里·布恰雷利也讚揚了這項工作：“我認為研究人員提出了一項非常有說服力的研究，它質疑了兩棲動物化學防禦的進化和生態作用。”他自己的研究表明，蠑螈在壓力條件下會變得更有毒。他補充說，這些發現“確實開始仔細審視僅由捕食驅動動物化學防禦變化的觀點”。
霍西指出，在昆蟲中也觀察到了毒性隨生物種群密度而變化的情況：“這項實驗表明，它可能比我們預期的更普遍。”
博科尼和她的同事們還沒有完成對蟾蜍的研究，因為競爭對手青蛙出乎意料地沒有受到傷害，“這引發了一個問題，蟾蜍究竟在防禦什麼”。同類相食當然是一種可能性，因為許多物種的蝌蚪在艱難時期都會轉向同類相殘。
但博科尼想知道這些毒素是否可能具有完全不同的功能。她假設它們可能“為它們可能從[其他蝌蚪]那裡感染的傳染病提供一種免疫防禦，尤其是在擁擠的情況下”。她和她的同事希望下一步探討這種可能性。
本文經許可轉載，並於首次發表於2017年9月29日。