多姿多彩的動物世界讓我們感嘆大自然造物的神奇,自然界中的每個物種都以各自獨特的生存方式,頑強地在大自然的舞臺上爭取自己的一席之地。但無論哪個物種,為了延續種群的發展,都背負著一個艱巨的使命,那就是繁殖。長期的自然演化過程,使不同的物種形成了適合自己的,獨具特色的繁殖模式,其目的只有一個,就是為後代的存活和種群的繁衍提供保證。
兩棲無尾類,即蛙類,作為兩棲類(介於水棲向陸地跨越的中間類群)中的一大類群,在物種進化過程中具有特殊而重要的地位。蛙類的繁殖策略大相逕庭,多數蛙類採取了一種以數量取勝的策略,它們在殖季節於水塘中產下大量的卵,之後便大搖大擺的離去,任其自生自滅。例如在中國廣泛分布的中華蟾蜍,其卵的數量驚人,少則幾千多則近萬。如此龐大的窩卵數量使得中華蟾蜍種群昌盛,因為即使只有少數個體能夠存活,也足以保證該物種得以延續和發展。
而在另一種蛙類類群中,其繁殖策略則與中華蟾蜍戛然相反,雌雄往往只孕育1到數枚受精卵,並由雙親共同撫養,確保其後代健康成長。此類群在兩棲類中形成了獨具特色的雙親撫育繁殖策略,它們就是箭毒蛙,一種擁有豔麗外表的劇毒生物,卻又是極其稱職的父母。目前由雙親共同撫育後代的行為已經發現於多種箭毒蛙中,並被認為是一種普遍存在於該類群的繁殖策略。
雖說雙親的撫育為箭毒蛙後代的健康成長提供了保障,但在繁殖過程中,它們仍然會遇到諸多問題。箭毒蛙夫婦是如何克服這些難題,讓自己的蛙寶寶健康成長的呢?讓我們走進箭毒蛙的世界,看看這些森林中可愛的精靈是如何繁衍後代的吧。
科學家通過對箭毒蛙繁殖過程的長期觀察,發現它們的婚配製度為單配製,在繁殖季節,一隻雄性只與一隻雌性交配並產卵,後代由雌雄雙方共同撫育,其配偶關係會持續整個繁殖季節。箭毒蛙之所以會存在一夫一妻(一雌一雄)的婚配製度,很大程度上是由於它們採取了雙親撫育的繁殖策略,使得它們將大量的時間和能量投入到對後代的撫育上,從而無法分配多餘的精力去尋找其它配偶。因此箭毒蛙對後代的撫育,是以犧牲雌雄雙方更多的繁殖機會為代價的。
箭毒蛙通常會將受精卵產在靠近地面的樹葉上,並守護在側,直到其孵化為蝌蚪。
箭毒蛙夫婦將受精卵產在地面的樹葉上(Tegnér 2014)
森林的地面危機四伏,孵化的蝌蚪隨時都面臨著各種威脅,一個艱巨的挑戰就擺在了箭毒蛙夫婦的面前,那就是如何安置後代(孵化的蝌蚪)。雨林中生長著一種與箭毒蛙的繁衍息息相關的植物,它們就是鳳梨科植物。熱帶雨林提供了豐富的雨水資源,而鳳梨科植物頂端的樹葉就像一個小水桶,將雨水續集形成一個小小的水池,這些小水窪,成了箭毒蛙理想的育兒場。
鳳梨科植物頂端可以很好的續集水分為箭毒蛙蝌蚪提供生長的空間(圖片來自網絡)
好的育兒場並不總是容易找到的,這樣的小水窪在繁殖季節往往成為一種稀缺的資源,箭毒蛙夫婦為了讓後代能有一個安全舒適的臨時家園,會奮力爭取並守護其中一個小水窪,為此,它們不惜與領域內的同類競爭者大打出手,戰鬥有時候可以持續幾十分鐘。最終,強壯的箭毒蛙夫婦會獲得一個理想的繁殖池塘。
當箭毒蛙夫婦辛苦將育兒場準備妥當後,問題又接踵而至。僅有幾釐米大小的箭毒蛙父母,如何將孵化的蝌蚪運送到幾米高的鳳梨科植物頂端呢?我們不得不再一次讚嘆自然界的神奇,為了適應這種長途旅行,箭毒蛙蝌蚪的嘴部進化出強而有力的吸盤,可以將自己牢牢的固定在成蛙的身體上。當一切準備就緒,蛙爸爸便爬到孵化的蝌蚪身邊,催促它快快到自己的背上來,蛙寶寶抖動尾巴,奮力遊到了父親身上,並用嘴部的吸盤牢牢的吸附在父親的背部。就這樣,父親便能背著寶寶一步一步的前往自己的小水窪了。
圖4. 箭毒蛙父親正在將孵化的蝌蚪運往鳳梨科植物頂端的小水窪
(Tegnér 2014; Tumulty et al. 2013)
通過長途跋涉,小小的箭毒蛙終於將自己的寶寶從地面背到了看似遙不可及的鳳梨科植物頂端,並將它們放入天然的育兒室裡。
箭毒蛙寶寶在鳳梨科植物頂端形成的小水池中安家落戶(Brown et al. 2010)
鳳梨科植物為箭毒蛙蝌蚪提供了良好的庇護所,小水窪則成為其成長必不可少的自然因素之一,但植物本身卻只有儲水的功能,無法提供生長所必須的營養物質。如何為嗷嗷待哺的蝌蚪提供生長必須的營養物質,成為了擺在箭毒蛙面前的又一大難題。
面對食物短缺這一大難題,箭毒蛙再一次展現出了超乎尋常的驚人策略。科學家發現,當蝌蚪需要食物的時候,雄性箭毒蛙會發出鳴叫,呼喚雌性到來。雌蛙到達後,將一枚未受精的卵產在小水窪中,這顆營養豐富的卵,便成為了蝌蚪的理想食物。在蝌蚪的整個生長發育過程中,這種餵食的過程如此反覆(在秘魯的一種箭毒蛙中,7天為一個周期),蝌蚪就這樣在父母的照顧下茁壯成長。
A:雄蛙背著蝌蚪前往小水窪B:蝌蚪在小樹蛙中安全的生長C:雄蛙將雌蛙呼喚到小水窪旁D:雌蛙產下了未受精卵供蝌蚪食用 (Brown et al.2010)
箭毒蛙個體雖小,但它們的皮膚中卻隱藏著劇烈的毒素,這些毒素能輕而易舉的殺死一個成年人,土著部落甚至會用箭毒蛙的毒素製作毒鏢用以獵取食物。這種劇烈的化學武器讓箭毒蛙們在自然界中鮮有天敵,在強大父母的守護下,小傢伙便可以在小水窪中無憂無慮的成長了。
不久以後,蝌蚪便長出了後腿,前足也像嫩枝發芽一樣生長了出來,尾巴也漸漸變短消失。又經過一段時間的生長,小箭毒蛙終於可以上岸跳躍,並穿上了與父母同樣漂亮的鮮豔外套。此時,在它們天真美麗的外表之下,已經蘊含了讓其他生物聞風喪膽的劇烈毒素,使其成為雨林中靚麗而又讓人畏懼的彩色精靈。
箭毒蛙就是以這種特殊的繁殖方式,憑藉雙親辛勤的付出和撫育,讓後代順利成長,並使得這個物種始終能在神奇的大自然舞臺上佔據一席之地。
中國科普博覽-從水到陸專欄 首發
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(內容來源於中國科普博覽科學新語林專欄《從水到陸》,作者李辰亮,《從水到陸》專欄為中科院成都生物所兩棲爬行動物保護協會科普專欄,圖片為文章作者提供)
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