法屬蓋亞那發現新型皮膚餵養兩棲動物

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在法屬蓋亞那發現了一個新的皮膚餵養兩棲動物物種。被命名為Microcaecilia dermatophaga,它與另外三個蚓螈物種一起,其幼崽被觀察到經常以母親的皮膚為食。

兩棲動物可能是很好的父母,會致力於各種保護、運輸和餵養行為來撫育後代。來自法屬蓋亞那的蘇利南蟾蜍會將其受精卵植入皮膚內作為一種保護措施,而澳大利亞昆士蘭的胃育蛙則會吞下卵,以便其蝌蚪在胃中發育。另一種兩棲動物,即無腿、蠕蟲狀的蚓螈,已經進化出一種獨特的、顯然非常有效的育兒技術,這種技術最近才被觀察到。

蚓螈分佈於中美洲和南美洲、撒哈拉以南非洲、印度、東南亞和塞席爾。它們主要生活在熱帶土壤中,但也有少數水生和半水生物種可以在世界各地的淡水系統中找到。它們可以長到近1.5米長,並透過體內交配進行繁殖,交配時間可達45分鐘至3小時。與任何其他型別的兩棲動物不同,雄性蚓螈使用從洩殖腔內摺疊出來的陰莖器官進行交配。


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蚓螈目(Gymnophiona)可以根據其幼崽的發育方式分為三個不同的組:有些幼崽的卵在水中孵化,幼崽將在水中生活,直到它們變態為最終的成年形態,就像青蛙一樣;有些幼崽從卵中孵化出來,並在不經過變態的情況下發育為成年形態,稱為直接發育;還有一些幼崽將卵保留在體內,併產下活的幼崽,稱為胎生。由於幾乎所有蚓螈物種都一生生活在地下洞穴中,因此它們的自然行為很難研究——它們必須受到干擾才能被觀察到。

在 20 世紀 90 年代,倫敦自然歷史博物館動物學系的馬克·威爾金森和密歇根大學的羅恩·努斯鮑姆在南美洲直接發育的蚓螈Siphonops annulatus 的幼崽中發現了獨特的乳牙。再加上對幼崽與母親待在一起直到長大了很多,以及照顧幼崽的母親的皮膚與沒有依賴幼崽的成年雌性皮膚不同,顏色要淺得多等觀察,研究小組認為,S. annulatus 的幼崽可以使用特殊的牙齒以母親的皮膚分泌物為食,有點像哺乳動物的哺乳期。

他們幾乎是對的,因為 16 年後,倫敦自然歷史博物館的亞歷山大·庫普弗和威爾金森觀察到,一種名為Boulengerula taitanus 的東非物種的幼崽以母親的皮膚為食,這是首次觀察到這種行為,稱為母體皮膚吞噬。“B. taitanus 的幼崽不是刮取皮膚分泌物,而是用它們的牙齒剝落並吃掉母親的特殊修飾的皮膚,”他們在《自然》雜誌上報道

兩年後,庫普弗和威爾金森也在 S. annulatus 中證實了這種行為,並在《生物學快報》中詳細描述了它:

進食行為非常瘋狂,幼崽經常沿著長軸旋轉來撕裂皮膚碎片,有時會爭搶同一塊皮膚。母親在整個活動過程中保持平靜。當母親被剝皮後,幼崽繼續在基質上尋找並吃掉皮膚碎片。進食過程很短:只觀察到完整的進食過程持續七分鐘,並且中間穿插著長時間的靜止期。在一個家庭群體中,間隔約 64 小時觀察到兩次皮膚進食。

他們的結論是,雖然這種行為僅在兩個物種的少數蚓螈中觀察到,但有理由相信皮膚餵養是直接發育蚓螈中的一種普遍現象。“生物地理學考慮因素、非洲和南美洲陸地的分離,以及推斷的兩棲動物多樣化時間尺度都表明,皮膚餵養是蚓螈中一種古老的親代撫育形式,可能在多個譜系中持續存在了超過 1 億年 [百萬年]。”

研究小組還發現,幼小的 S. annulatus 個體會聚集在母親的洩殖腔開口周圍,飲用從內部流出的清澈液體。

現在,倫敦自然歷史博物館的威爾金森和艾瑪·謝拉特發現了一種新的直接發育、皮膚餵養的蚓螈物種,M. dermatophaga,這是 150 多年來在法屬蓋亞那發現的第一個新的蚓螈物種。“森林裡有很多蚊子,挖掘起來很不舒服——我們就是這樣找到蚓螈的,用帶刀片的鋤頭翻開腐爛的木頭並在土壤中挖掘,”謝拉特說。“我正在系統地分解一根腐爛的木頭,這時我發現了這個粉紅色扭動的動物,大約 15 釐米長。我抓住它,立刻高興地尖叫起來——是蚓螈!那天我們又發現了好幾只,它們突破了一堆橙色的粘土狀土壤。我們發現了幼崽和成蟲。我的同事在幾年後的後續考察中發現了更多。”

上個月發表在《PLoS One》上的研究小組將M. dermatophaga描述為一個新物種,原因是其分節身體周圍的環的數量和型別。他們用人工晝夜週期和用壓縮土壤覆蓋透明塑膠製成的“巢”圈養活的個體。頂部放置一塊木頭,並在“白天”和“夜間”間隔移除,以便在儘可能少地干擾的情況下觀察蚓螈。孵化大約一個月後,卵孵化了,它們的母親捲曲著圍繞它們。當觀察到皮膚餵養行為時,會定期記錄父母和後代的體長和體重。

“早熟的幼崽(剛孵化出來的、相對不動、無法鑽洞的幼崽)會剝落、去除並攝取母親脫落的外層皮膚。皮膚非常油膩,而且在這個過程中,她沒有受傷,儘管她的體重會隨著時間的推移而下降,因為她自己可能沒有進食,”謝拉特說。“當卵孵化時,母親的皮膚會發生變化,它會變得非常蒼白,有點像蛇快要脫皮時一樣。這些物種的幼崽有獨特的多尖牙齒——非常適合刮削——當幼崽開始獨立生存時,這些牙齒就會脫落。進食會在一個月內定期發生,儘管我們不知道每天的頻率是多少。”

據謝拉特說,皮膚餵養行為以快速的、持續 30 秒的突發形式發生。在孵化後的一個月內,幼小的蚓螈體重顯著增加,因此它們足夠強壯可以鑽洞,因此看起來它們的皮膚餵養行為為它們提供了良好的生活開端。

由於這種行為在 M. dermatophaga 的兩個來自不同科的遠親中被發現,研究小組認為,這可能意味著它在每個科的祖先中獨立進化,或者它可能支援威爾金森和庫普弗早期的觀點,即皮膚餵養是直接發育的蚓螈中的一種普遍行為。主題的變化也可能在其他型別的蚓螈中很常見——已知胎生 Scolecomorphidae 科的後代在出生前會以母親子宮的內膜為食。需要在其他蚓螈物種中進行進一步觀察,以更好地瞭解這種行為的起源。

“我的直覺是,這是直接發育的蚓螈(超過一半的已知物種)中的一種普遍特徵,但我不代表我的同事,這只是我的觀點,”謝拉特說。“我們需要繼續研究蚓螈的生殖生物學——有太多的物種,我們對其生物學一無所知。這是一個非常令人興奮的發現時刻!如果真是這樣,這種特徵至少在 1 億年前進化而來,而且顯然對蚓螈有益。”

以下是大衛·阿滕伯勒與研究團隊拍攝的一些片段,當時首次報道了蚓螈的皮膚餵養行為

引用的來源

Wilkinson, M., & Nussbaum, R. (1998). Caecilian viviparity and amniote origins Journal of Natural History, 32 (9), 1403-1409 DOI: 10.1080/00222939800770701

Kupfer, A., Müller, H., Antoniazzi, M., Jared, C., Greven, H., Nussbaum, R., & Wilkinson, M. (2006). Parental investment by skin feeding in a caecilian amphibian Nature, 440 (7086), 926-929 DOI: 10.1038/nature04403

Wilkinson, M., Kupfer, A., Marques-Porto, R., Jeffkins, H., Antoniazzi, M., & Jared, C. (2008). One hundred million years of skin feeding? Extended parental care in a Neotropical caecilian (Amphibia: Gymnophiona) Biology Letters, 4 (4), 358-361 DOI: 10.1098/rsbl.2008.0217

Wilkinson, M., Sherratt, E., Starace, F., & Gower, D. (2013). A New Species of Skin-Feeding Caecilian and the First Report of Reproductive Mode in Microcaecilia (Amphibia: Gymnophiona: Siphonopidae) PLoS ONE, 8 (3) DOI: 10.1371/journal.pone.0057756

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我的書,《殭屍奶頭、宇航員魚和其他怪異動物》,將於 2013 年 4 月 18 日在美國發行,並且可在亞馬遜上預購

About Becky Crew

Bec Crew is a Sydney-based science writer and award-winning blogger. She is the author of 'Zombie Tits, Astronaut Fish and Other Weird Animals' (NewSouth Press).

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