日本研究人員最新發(fā)現(xiàn),一種常見的小型兩棲動物——黑斑水塘蛙,居然可以輕松吞食號稱“殺人蜂”的亞洲巨型大黃蜂,不僅不懼其強(qiáng)力毒液,也能承受毒刺在口腔乃至眼睛部位反復(fù)刺入所帶來的傷害。這項研究由日本神戶大學(xué)生態(tài)學(xué)家杉浦伸司主導(dǎo),揭示了這種蛙類出人意料的抗毒與耐痛能力,為脊椎動物如何抵御毒液和疼痛提供了全新的研究線索。
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亞洲巨型大黃蜂(Vespa mandarinia)是世界上體型最大的黃蜂,成蟲體長可達(dá)約5厘米,翅展約7.5厘米,尾部配備可反復(fù)刺擊的平滑毒針,長度約6毫米,腹部則儲存大量劇痛毒液。雖然這類昆蟲被冠以“殺人蜂”的駭人稱號,其毒刺確實可以致死某些體型相近的哺乳動物,但它們對人類通常并不具有主動攻擊性,多數(shù)蜇傷僅會引起劇烈局部疼痛。
真正讓“殺人蜂”名副其實的,是它們對蜜蜂群體構(gòu)成的生存威脅。亞洲巨型大黃蜂會捕食蜜蜂喂養(yǎng)幼蟲,并利用蜂巢中的蜂蜜補(bǔ)充能量;當(dāng)偵察蜂發(fā)現(xiàn)蜂巢后,會用信息素進(jìn)行標(biāo)記,吸引更多同伴前來發(fā)動“屠巢行動”,少量十幾二十只大黃蜂就能在三小時內(nèi)摧毀一個擁有上千只工蜂的蜂群,尤其是對防御策略較弱的歐洲蜂群影響極大。
在自然界中,亞洲巨型大黃蜂的天敵并不多,而最新研究顯示,黑斑水塘蛙正是其“意想不到的克星”之一。杉浦伸司觀察到,這種外表并不起眼的蛙類會經(jīng)常捕食包括亞洲巨型大黃蜂在內(nèi)的多種黃蜂,如較小的V. simillima和V. analis等品種,并能在吞食過程中承受毒針刺穿口腔甚至戳出口腔組織的狀況,而進(jìn)食行為基本不受影響。
在實驗中,研究人員根據(jù)體型將不同大小的蛙與不同種類、不同體型的大黃蜂配對,例如小型蛙對應(yīng)較小的V. simillima,體型最大的蛙則對應(yīng)亞洲巨型大黃蜂V. mandarinia。結(jié)果顯示,蛙類對三種黃蜂的捕食率均很高:V. simillima被吃掉的比例達(dá)93%,V. analis為87%,即便是“殺人蜂”V. mandarinia,仍有79%被順利吞入口中,期間青蛙常在被刺中口腔或眼部后仍繼續(xù)完成捕食。
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研究指出,與體型相近、可能在遭受一次蜇刺后就會死亡的小鼠相比,這些蛙在多次被蜇后也未表現(xiàn)出明顯不適或傷害跡象。杉浦表示,這種對強(qiáng)效毒液的異常耐受能力在脊椎動物中極為罕見,使得這一發(fā)現(xiàn)顯得尤為獨特和令人興奮。
不過,研究團(tuán)隊并不主張將青蛙簡單視作蜂場“守衛(wèi)”,用來抵御大黃蜂對蜂巢的入侵。杉浦強(qiáng)調(diào),真正的價值在于,這一現(xiàn)象為理解脊椎動物的抗毒機(jī)制和疼痛調(diào)控提供了新切入點,有望推動相關(guān)領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究。
接下來需要回答的關(guān)鍵科學(xué)問題在于:黑斑水塘蛙究竟是通過怎樣的生理機(jī)制來抵御大黃蜂毒液的毒性與疼痛。研究者提出兩種可能性:一是青蛙體內(nèi)或組織結(jié)構(gòu)存在某種物理屏障或特殊蛋白,能阻斷毒素的作用與疼痛信號傳導(dǎo);二是大黃蜂的毒素在進(jìn)化過程中并未針對兩棲類這一“非常規(guī)捕食者”進(jìn)行適應(yīng),因此對蛙類的毒性相對有限。
相關(guān)成果已發(fā)表于期刊《Ecosphere》,研究資訊由日本神戶大學(xué)對外發(fā)布。研究團(tuán)隊認(rèn)為,未來如果能進(jìn)一步解析這種青蛙的抗毒與抗痛機(jī)制,不僅有助于理解捕食者與毒性獵物之間的進(jìn)化博弈,也可能為人類開發(fā)新的鎮(zhèn)痛或抗毒方案提供靈感。
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