实验表明,池塘蛙能够捕食剧毒大黄蜂,即使被多次蜇刺也不会遭受明显伤害。大多数青蛙成功捕食了大黄蜂,包括臭名昭著的亚洲大黄蜂。这种非凡的抵抗力表明,青蛙可能进化出了阻断毒液作用的机制。它们的抗毒能力或可帮助科学家揭示关于疼痛和毒素耐受的新见解。
对许多人来说,即使是瞥见胡蜂的螫针也足以引起警觉。然而,某些动物,包括一些鸟类、蜘蛛和青蛙,却会定期捕食成年胡蜂。胡蜂的蜇刺可引发剧痛、组织损伤,以及诸如红细胞破坏和心脏功能障碍等严重的全身性问题,任何一种都可能是致命的。目前尚不明确的是,这些以胡蜂为食的动物究竟是能够抵抗其毒液,还是仅仅能避免被蜇到。据神户大学生态学家Shinji Sugiura所言:"虽然胃内容物研究表明,池蛙有时会吃胡蜂,但从未有实验工作探究过这种情况是如何发生的。"
测试青蛙是否能忍受胡蜂蜇刺
为了研究池蛙是躲避还是能忍受这些可能致命的蜇刺,Sugiura在受控的实验室试验中,将成年青蛙个体与三种胡蜂(Vespa simillima、V. analis 和 V. mandarinia)的工蜂进行配对。每只青蛙只测试一次,并与体型相匹配的胡蜂配对,较大的青蛙与金环胡蜂(V. mandarinia)的工蜂配对。
正如在《生态圈》期刊上所报道的,Sugiura发现了明确的证据,表明成年池蛙会主动攻击所有三种胡蜂的工蜂。更引人注目的是,尽管青蛙的嘴里甚至眼睛里被蜇到,仍有93%、87%和79%的青蛙分别成功吃掉了V. simillima、V. analis和V. mandarinia。Sugiura指出:"虽然类似大小的老鼠被蜇一下就可能死亡,但这些青蛙即使被反复蜇刺,也未表现出明显的伤害。这种对强效毒液的非凡抵抗力使得这一发现既独特又令人兴奋。"
蜇刺为何会疼痛或致命
早期研究已表明,蜇刺昆虫引起的疼痛与其毒液的致死性并不总是一致。一些蜜蜂、黄蜂和蚂蚁会造成极度疼痛但非致命的蜇刺,而另一些则虽有剧毒,造成的疼痛却很轻微。这表明研究中的青蛙可能已经发展出对胡蜂毒液既疼痛又有害作用的双重抵抗力,使它们能够成功捕食胡蜂工蜂。
关于毒液耐受性的未来问题
Sugiura解释说,这一发现为未来的研究提出了重大问题。科学家们现在希望确定池蛙是否拥有生理特性,例如物理屏障或特定蛋白质,来降低胡蜂毒液的疼痛和毒性,或者胡蜂毒素是否对很少攻击胡蜂群的两栖动物根本无效。因此,这些青蛙可能成为研究脊椎动物如何发展出对毒液和疼痛的抵抗力的重要模式生物。
本研究由日本学术振兴会KAKENHI(项目编号 JP23K18027 和 JP24K02099)资助。