林中古精靈:樹蛙

2021-02-24 文明雜誌

■ 馬拉爸樹蛙(Rhacophorus pseudomalabaricus),原產於印度高止山脈。它們可用腳趾間的蹼滑行,主要捕食昆蟲和其他無脊椎動物。

初夏夜晚,微風拂過,約上三五知己小酌,在不遠處你不曾注意的灌木與樹林叢中,有這麼一群隱秘的精靈,它們或是悠然歌唱,或是跳躍於枝頭,或是私語到天明。如此時節,正是本文主角樹蛙登場的時候。

樹蛙有著矯健苗條的身軀,它們四肢細長,指(趾)節間生有一塊特殊的「間介軟骨」,這是鑑定樹蛙類物種最明顯的特徵之一。多數樹蛙最末指(趾)骨呈「T」字形,支持擴大成為指(趾)尖的「吸盤」,指(趾)間又生有發達的蹼。於是,它們特別善於攀爬高大的樹幹或低矮的灌木並與它們的樹棲生活方式相適宜。最著名的要數分布於亞洲的黑蹼樹蛙,它們是名副其實的「飛蛙(flying frog)」。它們在高處的枝頭縱身一躍,張開指(趾)間的蹼滑翔,就從一棵樹「飛」向了另一棵樹。樹蛙頭部吻端大多略尖,頭後兩側長有一對圓而大的鼓膜。其體色通常為綠色,當它們白天躲在樹葉下休息時,你很難察覺到它的蹤跡。然而,當它們到了泥土或深色的地面時,膚色又會發生變化,成為灰色或者褐色。大多數樹蛙的腹面呈淡黃色,少數種類散有黑色的小斑,一些種類的樹蛙腿部或背部生有條紋或斑點。不少樹蛙都體色鮮豔,當它們攀上枝頭,猛然回首,瞪著那雙戴著「美瞳」的大眼睛打量你時,真可謂可愛至極。

從動物分類學上來講,樹蛙隸屬於兩棲綱無尾目的樹蛙科,全世界已知有12屬約300餘種。樹蛙科動物主要分布在亞洲的熱帶和亞熱帶的溼潤地區,少數物種分布於熱帶非洲及馬達加斯加島。目前,中國的樹蛙已知有5屬約40餘種,主要分布於秦嶺以南的各省區,其中又以四川、雲南、貴州、海南和臺灣等地區物種居多。在野外,它們常見於潮溼的闊葉林區及其邊緣地帶。常見的樹蛙種類有斑腿樹蛙、紅蹼樹蛙和黑蹼樹蛙。

■ 熱帶和亞熱帶的溼潤地區為樹蛙類物種生存提供了先決條件。

與大多數蛙類一樣,樹蛙類動物一般夜間出來活動。白天,它們通常平趴吸附在樹葉背面閉目養神,選擇的葉片往往位於高高的枝頭,然而由於它們指(趾)間有發達的蹼,肛部及前後肢的外側有寬厚的皮膚褶,這樣就大大增加了身體的表面積,於是指(趾)間的蹼與整個身體就像一個大大的吸盤牢牢吸附在枝葉上。這樣,即使樹枝晃動,它們也不會從自己做夢的搖籃墜落。如果它們休息時不巧被你發現,膽小的它們通常會很警覺地抬起頭來,然而卻不會像其他的蛙類那樣被驚擾後就立刻跳走,而是慢慢地爬行,並且瞪著黑黑圓圓的眼睛打量你,如果你沒有什麼惡意,它就會停下來。到了傍晚時分,這群小精靈便會張開它們惺忪的雙眼開始夜間大冒險了。它們一般都會趴在樹幹上鳴叫,很少下到地面上,這就避開了很多地面蛇類的攻擊。與其他蛙類一樣,它們也喜愛捕食那些爬經或飛經其身邊的小昆蟲。樹蛙是生物鏈中重要的一環,為了保護生態平衡,我們更應該保護這群活躍於枝葉間的小精靈。

■ 斑腿樹蛙:股部後方和洩殖孔周圍有黃、紫、棕等色形成的網狀斑紋。分布於中國秦嶺以南各個省份,常棲息於海拔80~1600米的丘陵地帶及山區灌叢、水塘雜草或稻田等環境中。

然而,儘管樹蛙類動物都具有很好的攀爬能力,但是根據我們野外採集的經驗來看,並不是所有的樹蛙在任何時候都生活在樹上,有的樹蛙喜歡在石頭下或者是水溝兩側的草皮下安家。如斑腿泛樹蛙、寶興樹蛙、普洱樹蛙等就常棲息在低矮的灌木上、稻田裡或是大片的溼地中。胡氏樹蛙則喜歡生活在水塘周圍的沙地或者泥土裡,它們甚至還會用吻端在潮溼的泥土或者沙地裡耐心地拱出一個洞,給自己修造個家,然後在白天的時候悄悄地趴在裡邊休息。水棲的樹蛙比較少,在中國臺灣和海南有幾種溪樹蛙,它們和其他的蛙科動物類似,喜歡生活在小溪附近。

樹蛙類動物一般在每年3月中下旬至7月中旬談情說愛,並繁殖產下後代。與一般蛙類不同,大多數樹蛙往往不直接將卵產於水中孵化,而一般與它們樹棲生活的方式與環境相適應,可分為以下兩種情況。

一是蛙卵於卵泡中發育成蝌蚪,再發育成蛙。樹蛙將卵產在水邊的樹葉上或者是在溼地裡形成白色泡沫狀的卵泡,卵泡呈白色或淡黃色泡沫狀,並由單片或多片樹葉包裹或有少量泥土、草覆蓋,蛙卵於卵泡中發育成蝌蚪,經雨水衝刷便會墜入池塘,或溼地漲水後因浸泡進入水塘,繼續發育,經過變態發育為成蛙。川西山區常見的峨眉樹蛙與寶興樹蛙均採取這種產卵方式。

■ 峨眉樹蛙:體色變異大,背面多為草綠色,與棕色斑紋交織成網狀斑,有的呈棕色而斑紋為綠色,腹面有大小黑斑。

五月的峨眉山細雨綿綿,每到黃昏時分,池塘邊的高樹上定會有峨眉樹蛙高亢的歌聲,我想我不說你也一定猜到了,它們正是在為爭奪意中人而賣力地演唱。果不其然,姍姍來遲的雌蛙循著最悅耳的鳴聲來到了雄蛙的身旁,於是這隻最幸運的王子立即跳上公主的背,用前肢緊緊抱住雌蛙的腋部,任由她馱到僻靜的地方去「談情說愛」。雌蛙會背著雄蛙來到正好懸於水面之上的樹枝,為了確保蛙卵最後能夠順利進入水中,她甚至會嘗試從選定的枝頭垂直落下,以作檢驗。雌蛙會找一處葉茂的枝梢,用前臂緊緊抱住葉片的基部,先分泌一些黏液用後肢攪拌成少量泡沫附著於葉片上,隨後開始產卵,與此同時,雄蛙也會排出精液。在整個產卵的過程中,雌蛙邊產卵,邊用後肢時停時續地左右搓動,將精卵充分攪拌的同時,也使分泌的液體形成大量的泡沫包裹卵粒。產卵過程大約要持續一兩個小時,雄蛙跳開後,雌蛙卻仍舊留在卵群上,完成「搖籃」的編織工作。雌蛙會儘量伸長後肢把周邊的葉片抓攏,用自己腹面緊壓在卵群表面。如此,依次變換方位,直到卵群周圍都被葉片裹住,形成一個漂亮精緻的「育兒搖籃」。次日的凌晨時分,雌蛙便帶著她最美好的祝福離開了,有了「搖籃」的保護,她的寶寶們將在此安然發育,不怕風吹雨打,也不怕日曬雨淋,更不易被貪婪的小鳥發現啄食。四、五天後,它們就會發育成小蝌蚪,然而雖能孵出卵膜,卻仍被禁錮在已蒸發變幹的「搖籃」外殼內。直到雨水的不斷衝刷與「搖籃」內眾多小寶寶孵出卵膜時稀釋液體的重力作用使得「搖籃」的底部洞穿,小蝌蚪們得此機會便連跳帶衝,恰好落到下面的水池中,開始它們童年時代的生活。

3月底到6月初雨後的傍晚,在川西高原(海拔3000米左右)溼地旁的草叢中,你將聽到寶興樹蛙的集體大合唱。它們傾心地「噔兒,噔兒,噔兒」呼喚,只為那意中人的到來。雌蛙的出現一般會吸引來3~5隻雄蛙,它們相互鳴叫打鬥,直到雌蛙選中她的白馬王子。這對恩愛的伴侶會躲在溼地草甸下或者石塊下談情說愛並生下它們的寶寶。

雌蛙會用吻端在草甸的泥土下拱出一個大小適中的洞,它們在洞中調轉方向,頭部面向洞口開始產卵。雌蛙會先排出黏液借自己後肢的左右脛跗關節相互搓動並攪拌形成泡沫。雌蛙產出卵粒的同時,雄蛙也會迅速排出精液,200~400粒受精卵就被產在泡沫的中央。整個產卵行為大概持續兩三個小時,雄蛙離開後,雌蛙還會用周邊的草、落葉或少量泥土將卵泡遮掩起來,一來避免高原烈日的烤曬,二來避免被其他捕食動物發現。當卵粒發育為蝌蚪寶寶的時候,白色的「卵泡」會逐漸變黃,從內到外逐漸液化,直到雨水的衝刷或者漲水的浸泡,使得寶興樹蛙的蝌蚪寶寶們離開孕育的搖籃,進入開闊的池塘,從此踏上探索世界奧秘的旅程。來年的它們,也會像它們的爸爸媽媽一樣在此繁育後代。

樹蛙的另一種繁殖方式是不經歷水中的蝌蚪階段,也就是說從受精卵裡出來的已經是發育完好的小蛙了。常見的小樹蛙屬的物種都採取這樣的繁殖方式。

在廣西大瑤山雨後的一個夜晚,一對恩愛的紅吸盤小樹蛙擁抱著在一堆小灌木葉上悠然踱步,它們遠離那單身派對的嬉鬧,只為找到一個僻靜又舒適的幽會場所並產下它們的後代。

臨近午夜時分,它們終於選定了幽會的場所,雌蛙背著雄蛙在葉片上不停地移動著並產下一顆顆卵粒。與此同時,雄蛙就乖乖地貼在雌蛙的背上,雌蛙每產下一粒卵,雄蛙便會射出精液為它們受精。它們每次會產下大約20~50顆卵粒,由於雌蛙產卵過程是不斷移動的,因此它們的卵粒並不是成團的,而是以單粒的形式附著在樹枝或水池旁的石塊或瓦礫下面。與峨眉樹蛙、寶興樹蛙不同的是,在產卵結束後,這對夫婦會雙雙遠走高飛,並沒有護卵行為。初產出的蛙卵是白色的,而隨著發育的進行,卵粒的一端會呈現出黑色(動物極),而另一端則呈現白色(植物極)。更奇妙的是經過大約一個月的時間,從卵粒中跳出來的不是蝌蚪而是一隻只發育完全的小蛙,它們迫不及待地舒展開身軀,踏上了生命的旅程。雖然孵出來的是小蛙,但實際上在發育的過程中是有蝌蚪這一階段的,這又被稱作胚胎發育的「重演」。

■ 白色卵泡的形態在野外環境中能夠維持相當長的時間,可以保溫保溼,並且不受細菌、真菌滋長的影響。

樹蛙科與其姊妹群非洲樹蛙科的共同祖先在遠古時期曾經生活在同一片大陸上,這就是著名的岡瓦納大陸,此後岡瓦納大陸斷裂形成了如今的非洲、澳洲、南極洲以及印度等板塊。大約在8千萬年前印度板塊最終與馬達加斯加分開之後,大概以每年20釐米這一驚人的速度開始遠渡重洋,最終給了古歐亞大陸一個深情的擁抱,從而造就了喜馬拉雅山脈和青藏高原。

通過我們的實驗分析表明,樹蛙科物種的祖先最早於第三紀早期出現在歐亞板塊的東南亞地區,也就是距今大約5650萬至4600萬年前。這剛好與印度板塊向北漂移速度減緩,被認為與歐亞板塊首次接近碰撞的時間相符。此時,東南亞島嶼地區廣泛覆蓋著熱帶雨林,這為樹蛙類動物的生存提供了先決條件。由此可見,樹蛙科物種很有可能就是在這個時候由印度板塊擴散至歐亞大陸的。

■ 無聲囊泛樹蛙(Polypedates mutus)為樹蛙科泛樹蛙屬的兩棲動物,常棲息於稻田、田坎邊以及水塘雜草間。其生存的海拔範圍為340至1100米。該物種的模式產地在緬甸北部。

此後,樹蛙類物種在東南亞及東亞大陸和島嶼之間擴散並廣泛分布,分化出了現生樹蛙科裡面的主要屬群。到了漸新世早期(大約距今3500萬年前),印度板塊和歐亞板塊之間存在了陸地連接,於是又一次物種的交流開始了。在這個階段,樹蛙科各個屬的物種得到進一步的分化,一些物種進一步擴大分布範圍。大約在距今1200萬年前,中新世中、晚期的過渡時期,喜馬拉雅山脈與青藏高原快速隆起,造成了印度次大陸和亞洲之間樹蛙物種交流的障礙,於是兩塊大陸之間物種的交流再次停止了。地球歷史上這次最偉大的造山運動——喜馬拉雅造山運動,造成青藏高原隆起,成為世界上最大、最高的高原,極大地改變了地球歷史的面貌,形成了很多獨具特色的小生境地貌。與此同時,也強烈地影響並決定了亞洲的氣候格局,直接導致了印度和東亞地區季風的出現,因此東南亞地區出現了更多的季節性氣候格局。從中新世開始,東亞和東南亞潮溼和溫暖氣候條件加上高山溝谷的地貌形成了一個個獨具特色的小生境,很有可能進一步導致了樹蛙的快速多樣性分化,於是分化造就了這群活躍於山林間的小精靈——樹蛙。

除了對樹蛙本身的研究,來自英國格拉斯哥大學的邁珂姆(Malcolm)教授還對蛙分泌的卵泡產生了興趣。這種白色的卵泡的形態在野外環境中能夠維持相當長的時間,不僅可以保溫保溼,並且不受細菌、真菌滋長的影響。科學家們經過對蛙卵泡沫的分析發現,其中主要蛋白成分是凝集素,它們是能夠與糖結合的蛋白質,在細胞識別和粘著反應中起重要作用,主要是促進細胞間的粘著,因此能夠參與細胞的識別和粘著,將不同的細胞聯繫起來。這或許是能夠有效避免細菌、真菌滋長的重要原因。除此以外,還有一類蛋白能夠插在水相與氣相界面之間,就與我們日常生活中使用的洗滌靈同一個原理,大大減小了液體的表面張力,從而使得泡沫的形態更容易維持。於是泡沫就像一個保溫盒,阻斷了外界環境對蛙卵的相對幹擾,成為了樹蛙寶寶們溫暖舒適的家。

■ 產卵四、五天後,卵粒發育成小蝌蚪,卻被禁錮在已蒸發變幹的卵泡內,直到雨水衝刷,小蝌蚪們得此機會連跳帶衝,落到下面的水池中,開始它們的水中生活。

人們一直認為,樹蛙能夠依靠腳趾將身體粘緊並倒掛在樹枝上是一個自然奇蹟。如今,印度理工學院坎普爾分院的科研小組受樹蛙腳趾特殊結構的啟發,突破性地研製出一種粘性超強的粘合劑。科學家們發現,樹蛙腳趾下有血管和分泌粘液的腺組織,他們設計的這種新型粘合劑也擁有類似結構,一旦出現裂縫可生發出黏液,於是就像吸飽了水的海綿一樣,強大的表面粘力便將膠帶與被粘物體牢牢地貼在了一起。值得一提的是,因為增加的黏液由富有彈性的材料製成,所以膠帶使用之後可以恢復到使用前的狀態,因而可重複使用,並且強度是普通粘劑的30倍,而且每次從物體上撕落時都非常乾淨,不留任何痕跡。科學家們相信,這種新型粘合劑的用途將非常廣泛。

科學家們表示,向自然界的仿生學習是時代的必然趨勢,未來的研究將從自然界中找到更多類似的模型,用以改進這項粘合技術。

■ 樹蛙腳趾下有血管和分泌粘液的腺組織,使之能夠依靠腳趾將身體粘緊並倒掛在樹枝上。

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