無肺(fei)青(qing)蛙名為布桑(sang)加(jia)巴(ba)蛙,生活(huo)在印度尼西(xi)亞(ya)和馬來西(xi)亞(ya)之間一條清潔的(de)冷水溪流中(zhong)。領導這項研(yan)究的(de)新加(jia)坡國立大學生物學家大衛·比克福(fu)德說(shuo):“我們是在做例(li)行解剖檢查時偶然發現這種青(qing)蛙沒(mei)有肺(fei)的(de),此前根本沒(mei)人知道它們的(de)存在。”
據悉,早在(zai)1978年,比克福德的同事(shi)、印尼萬隆技術研究所的喬科·伊斯坎達爾(er)就曾發現過兩(liang)個(ge)無(wu)肺青蛙(wa)(wa)樣本。“當時(shi)認為它(ta)們非常有研究價值,因此很多科學(xue)家(jia)不想解(jie)剖(pou)它(ta)們。”最近,隨著生物學(xue)家(jia)前往(wang)當地探險,并(bing)發現了許(xu)多類似的青蛙(wa)(wa),科研人員才決(jue)定對其中(zhong)幾(ji)只進行解(jie)剖(pou)。
科學家(jia)在30年前第一次(ci)發現這種青蛙,由于它(ta)十分稀少,科學家(jia)們僅將它(ta)作(zuo)為動物標本進行(xing)收藏,并未(wei)對
它(ta)(ta)進(jin)行解剖。之前沒(mei)有人會(hui)想將它(ta)(ta)解剖,沒(mei)有真(zhen)實的理由(you)認為它(ta)(ta)的體(ti)內(nei)沒(mei)有肺。
這種(zhong)(zhong)青蛙(wa)體長不超(chao)過2英(ying)寸,它是一種(zhong)(zhong)行蹤(zong)難測、數量稀(xi)少的(de)青蛙(wa)。它生活在印尼婆羅(luo)洲加里曼丹(dan)雨林地(di)區的(de)寒冷(leng)急流河域(yu),它的(de)皮膚十分光滑,令人驚(jing)訝的(de)是它們竟能夠生活在如此急流的(de)水域(yu)之中。
當科學家將(jiang)捕捉到的(de)(de)這(zhe)(zhe)種(zhong)青蛙進行解剖時(shi),在(zai)青蛙體內(nei)發(fa)現了正常(chang)的(de)(de)胃、脾和肝(gan)臟,但吃驚地發(fa)現它們(men)體內(nei)竟沒(mei)有(you)肺(fei),在(zai)肺(fei)的(de)(de)位(wei)置(zhi)發(fa)現反常(chang)的(de)(de)軟骨組織。體內(nei)沒(mei)有(you)肺(fei)使(shi)青蛙的(de)(de)身(shen)體變得扁平,這(zhe)(zhe)將(jiang)增加它皮膚(fu)的(de)(de)接觸面積,有(you)助于它們(men)吸收氧氣(qi)。
研究人員推(tui)測這種(zhong)青(qing)蛙體內沒(mei)有(you)肺(fei),可(ke)能是為了更好(hao)地(di)適應(ying)寒(han)冷、急流的河(he)水,在(zai)這樣的水域(yu)中(zhong)富含大量的氧氣。同時(shi),這種(zhong)青(qing)蛙不會漂(piao)浮在(zai)水面上(shang),相反會沉(chen)入水中(zhong),體內沒(mei)有(you)肺(fei)能夠更好(hao)地(di)沉(chen)入水中(zhong)。
兩棲動(dong)物(wu)(wu)是冷(leng)血動(dong)物(wu)(wu),青蛙自身需氧量(liang)非常少,只占(zhan)相(xiang)同體形(xing)哺(bu)乳動(dong)物(wu)(wu)的10%。如果(guo)它(ta)們不需要過多的氧氣,它(ta)們很容易出現體型和(he)器官變化,失去肺(fei)這種第一呼吸(xi)器官。
在(zai)四(si)(si)足動(dong)(dong)物中(zhong),沒(mei)(mei)(mei)有(you)肺(fei)臟(zang)(zang)(zang)(zang)非(fei)常罕見(jian)。目前已(yi)知(zhi)的(de)四(si)(si)肢生(sheng)物中(zhong),只有(you)火蜥蜴沒(mei)(mei)(mei)有(you)肺(fei)臟(zang)(zang)(zang)(zang)。一種沒(mei)(mei)(mei)有(you)四(si)(si)肢的(de)兩棲(qi)類動(dong)(dong)物蚓螈沒(mei)(mei)(mei)有(you)肺(fei)臟(zang)(zang)(zang)(zang)。兩棲(qi)類動(dong)(dong)物因為同時需要(yao)適應水中(zhong)和陸地上的(de)生(sheng)活,它們可以(yi)通過肺(fei)臟(zang)(zang)(zang)(zang)和皮膚以(yi)兩種方式進(jin)行呼吸,但即便如此(ci),肺(fei)臟(zang)(zang)(zang)(zang)仍然承擔著最(zui)主要(yao)的(de)呼吸功能。因此(ci),青蛙沒(mei)(mei)(mei)有(you)肺(fei)臟(zang)(zang)(zang)(zang)非(fei)常罕見(jian)。
研究(jiu)人(ren)員(yuan)暗(an)示說,這(zhe)種(zhong)新發現(xian)的無(wu)肺(fei)青蛙可(ke)能(neng)是(shi)為了適應高速流動(dong)的冷(leng)水(shui)環(huan)境而(er)發生(sheng)了進化。比克福德解釋說:“冷(leng)水(shui)中(zhong)含有的溶解氧比溫水(shui)中(zhong)更高。而(er)青蛙的新陳代謝率很低(di),這(zhe)也就意(yi)味著它(ta)們只需要(yao)很少的氧氣(qi)就能(neng)生(sheng)存。”此(ci)外,這(zhe)種(zhong)青蛙的外表也有異于其它(ta)種(zhong)類青蛙,它(ta)們的皮(pi)膚更加光(guang)滑,這(zhe)也增加了它(ta)們皮(pi)膚的表面(mian)面(mian)積。
失去(qu)肺(fei)(fei)是(shi)進(jin)化(hua)需(xu)求(qiu)加州大(da)(da)學(xue)伯克(ke)利分校生物(wu)學(xue)家和兩棲類進(jin)化(hua)專(zhuan)家大(da)(da)衛·威克(ke)表示:“無肺(fei)(fei)青蛙(wa)的發(fa)(fa)現并(bing)不令(ling)人十分吃驚,很多(duo)兩棲類動物(wu)的氣(qi)體轉換也是(shi)通(tong)過皮膚進(jin)行(xing)的,但(dan)重(zhong)要(yao)的呼吸(xi)功(gong)能卻(que)大(da)(da)多(duo)是(shi)通(tong)過簡單的、類似(si)肺(fei)(fei)臟的囊來完(wan)(wan)成的。”威克(ke)還說,大(da)(da)多(duo)數物(wu)種在(zai)(zai)交配(pei)時會發(fa)(fa)出鳴叫,而(er)這(zhe)需(xu)要(yao)肺(fei)(fei)臟發(fa)(fa)揮功(gong)能。因而(er),生物(wu)學(xue)家們(men)還不能確定:為什(shen)么少數物(wu)種完(wan)(wan)全(quan)退化(hua)了這(zhe)種器官。威克(ke)說:“新發(fa)(fa)現的這(zhe)種青蛙(wa)非常罕見,以(yi)至于我(wo)們(men)幾乎(hu)(hu)不知道它(ta)們(men)的生物(wu)學(xue)機制。但(dan)是(shi)它(ta)們(men)是(shi)水(shui)(shui)棲的,生活在(zai)(zai)冷水(shui)(shui)中,毫無疑問它(ta)們(men)的基(ji)本代謝率很低。而(er)通(tong)過失去(qu)肺(fei)(fei)臟來適應湍(tuan)急冷水(shui)(shui),似(si)乎(hu)(hu)是(shi)一種比較(jiao)合(he)理的假設。”
無肺(fei)青(qing)蛙(wa)進(jin)化了仍受(shou)威(wei)(wei)脅(xie)。要對(dui)無肺(fei)青(qing)蛙(wa)進(jin)行進(jin)一步研究,卻困難重重。比克福(fu)德說:“盡管這(zhe)些青(qing)蛙(wa)已經進(jin)化了,但是它們(men)(men)卻依(yi)然(ran)面(mian)臨著滅(mie)絕的(de)威(wei)(wei)脅(xie)。”這(zhe)種青(qing)蛙(wa)們(men)(men)棲息的(de)冷(leng)水(shui)溪流正受(shou)到(dao)非(fei)法(fa)金礦開采的(de)毀壞。采礦令溪水(shui)變(bian)得(de)渾濁,里(li)面(mian)甚(shen)至含有汞;此外,這(zhe)些青(qing)蛙(wa)的(de)棲息地正受(shou)到(dao)合法(fa)和非(fei)法(fa)森林采伐的(de)威(wei)(wei)脅(xie)。它們(men)(men)所面(mian)臨的(de)其它的(de)威(wei)(wei)脅(xie)來(lai)自氣候變(bian)化導致的(de)水(shui)溫(wen)升高(gao)。