第三章 两栖动物
两栖动物简介
我们都学过《小蝌蚪找妈妈》这篇课文。小蝌蚪用鳃呼吸,没有四肢,却有一条用于在水中游泳的尾巴,能够在水中自由游动。后来,小蝌蚪先长出后肢,再长出前肢,尾巴逐渐消失,变成拥有四肢、用肺呼吸的青蛙。这个过程只需要大约40天的时间,这种发育被称为变态发育。像青蛙这样幼体生活在水中,成体可以到陆地上活动的动物被人们称为两栖动物。从进化上看,两栖动物是第一种呼吸空气的陆生脊椎动物,是从水生到陆生的过渡类型。由出土的化石来推断,两栖类的祖先是原始的鱼类,它们最早出现于3.6亿年前的泥盆纪后期。
在两栖动物身上,既有适应陆地生活的新的性状,又有从鱼类祖先继承下来的适应水生生活的性状。成年两栖动物虽然可以用肺呼吸,在陆地上生活,但它们还需要在水中产卵,幼体也需要生活在水中,用鳃呼吸,所以两栖动物还不能离开水,它们一般需要生活在水源附近。它们的皮肤没有爬行动物那样的铠甲,没有鸟类那样的羽毛,也没有哺乳动物那样丰富的体毛,光溜溜的皮肤直接**在外面,有辅助呼吸的作用。为了防止**的皮肤散失过多的水分,两栖动物的皮肤能分泌黏液,使皮肤保持湿润。它们的心脏结构也非常简单,虽然有两个心房,却只有一个心室,动脉血和静脉血不能分开,这样血液运输氧气和营养物质的效率都很低,导致它们的代谢水平较低,所以两栖动物受外界环境的影响非常大,是变温动物。当环境温度较高时,它们比较活跃;当环境温度降低时,两栖动物的生命活动就会减弱,温度降低到5℃时,两栖动物就会休眠。
两栖动物有三种类型。第一类是有腿有尾的,如蝾螈。个体小的蝾螈成年后只有12厘米长,个体最大的体长可达到170厘米。蝾螈有短小的身体、4条腿和1条尾巴。有的蝾螈终生生活在水中;有的只在生命初始阶段在水中,以后就在陆地上生活;还有的生活在树上或地洞里。第二类是有腿没尾的,如青蛙和蟾蜍。最小的青蛙成年后体长只有1.2厘米,最大的青蛙(将后腿拉直)体长可达1米。它们通常有适于跳跃的发达的后腿、短小的身体和大大的头。蟾蜍多数时间在陆地上生活。第三类是有尾没腿的,如蚓螈。它们身体长,尾短,体表有许多体环,看上去有点儿像蚯蚓。蚓螈通常在湿土中挖洞,厚厚的头骨有助于它们在地下穿行。蚓螈的大小从15厘米到130多厘米不等,它们只生活在炎热、潮湿的热带气候带。除盲游蚓科为水栖种类外,其余蚓螈都为穴居种类。
两栖动物当中的绝大多数都是对人有益的。它们捕食多种昆虫,其中多数都是农林害虫,如蝗虫、松毛虫、稻螟、天牛、椿象、黏虫等。现在,人们越来越清楚使用农药会造成环境污染,也越来越清楚生物防治的低成本、高效率、无污染。
两栖动物还有重要的药用价值。产于我国东北的中国林蛙,雌蛙的输卵管干燥物被称为“雪蛤油”,具有补虚润肺、养颜美容、强身健体的功效,是珍贵的药材。蟾蜍的蟾酥、蟾衣、蟾胆、蟾肝等也是贵重药材。
由于温室效应加剧、环境污染越来越严重、栖息地被破坏等原因,很多两栖动物已经灭绝或处于灭绝的边缘。英国科学家预测,到2050年欧洲将有一半以上的两栖动物面临灭绝。这些两栖动物当中,有很多在动物进化史研究方面有极为重要的价值。
一、奇特的胃育蛙
你知道吗?有的动物是从卵中孵化出来的,有的动物是从母体中生出来的。而有一类蛙的幼体却是在母体的胃里发育,然后被雌蛙从嘴里吐出来的,这就是胃育蛙。
图3-1 胃育蛙
1937年在澳大利亚昆士兰州的森林中,人们发现了一类蛙——胃育蛙(图3-1)。胃育蛙的雌蛙从嘴里“生”出小胃育蛙。雌蛙在“生”出小胃育蛙之前,先把自己的嘴巴张得大大的,大约等1~2分钟后,小胃育蛙就从雌蛙嘴里跳出来了。
科学家的观察研究证实,这类蛙产卵后,雌蛙就守候在旁边。待卵受精后,雌蛙就将自己所产的大约40粒卵吞咽到胃里。接着,雌蛙就躲在草丛里不吃不动安心孵卵,直到小胃育蛙孵化后再把它们吐出来。在孵化期间,由于卵的发育,雌蛙的胃也被撑得越来越大,以满足幼体成长的需要。由于体内的空间有限,雌蛙胃部涨大时,肺部逐渐缩小,雌蛙的呼吸也逐渐地由皮肤承担。
那么,雌蛙将卵吞进胃里之后,卵为什么没有被胃酸消化分解掉呢?原来,这类蛙的卵表面包裹着一层前列腺素,这种激素可以让胃腺停止产生胃酸。这样,雌蛙的胃就成了一个可以提供适宜温度和湿度的极好的发育场所。
刚孵化出来的小胃育蛙由于缺乏色素,体色很淡,过几天就会逐渐接近成年胃育蛙的体色了。
据说,雌蛙在用胃孵卵期间还能从胃里分泌出一种能治疗胃溃疡的物质,是一种极为珍贵的特效药。遗憾的是,科研人员还没有搞清楚这种药物的生物学机制,胃育蛙就灭绝了。这类极为特殊的蛙从1983年开始,就再也没有被人发现过——它们可能从地球上永远消失了。导致胃育蛙灭绝的原因现在还没有搞清楚,可能和栖息地破坏、某种重要食物昆虫消失、疾病感染等原因有关。
现在,一些科学家试图利用已有的标本复原这些蛙。他们将胃育蛙的体细胞核取出来,放进昆士兰地区的另一种蛙——条纹蛙的去核卵细胞里,试图让它发育成胃育蛙,结果卵只发育到早期胚胎阶段就终止了。尽管这一实验失败了,但科学家并不灰心,他们相信早晚会解决这一难题,让这种奇特的动物重现生机。
二、会弹琴的蛙
你知道吗?我们熟悉的蛙叫声是“呱——呱——”声,这种声音单调而古板。而在我国浙江、安徽、台湾等地有一种蛙能发出非常悦耳的弹琴一样的“噔——噔——”声,人们称它为“弹琴蛙”。
自然界里有着许许多多天生的“艺术家”。夏季的夜晚,人们在小院里乘凉,此时繁星满天,凉风习习,蟋蟀在草丛中吟唱,蝉在树上演奏,偶尔再有一两声蛙鸣,这只交响乐曲就更加完美了。“稻花香里说丰年,听取蛙声一片”说的是乡下生活的安闲、恬静,描绘的是清新淡雅的乡村美景。
图3-2 弹琴蛙
在我国浙江、安徽、台湾等地分布着一种会“弹琴”的蛙。在春夏之交,每当夜幕降临,就从田野传来弹琴一样的“噔——噔——”蛙鸣声,非常悦耳,所以人们称它为弹琴蛙(图3-2)。经过仔细观察,人们发现会“弹琴”的是雄蛙,雄蛙有一个特殊的声囊,可以使它发出这种奇妙的弹琴声。
研究表明,在每年的4~5月,雄蛙在挖好繁殖后代的洞穴之后,就会坐在那里“弹琴”。它用“琴声”赞美自己的洞穴,呼唤雌蛙前来抱对产卵。
弹琴蛙的模式产地在台湾。弹琴蛙一般栖息在海拔1800米以下的山区梯田、沼泽、静水水塘等地方。弹琴蛙昼伏夜出,白天藏在洞里,晚上“弹琴”寻找配偶或外出觅食。
三、会飞的蛙
你知道吗?小鹿依靠强健的四肢在陆地奔跑,鸟儿能依靠有力的翅膀在空中飞翔,树蛙则会依靠趾间巨大的蹼从树梢滑翔到地面。
图3-3 树蛙
在我国广西、云南等地的热带雨林里可以发现树蛙(图3-3)。它们一般生活在雨林中水塘边的高大乔木上。树蛙的脚趾大而长,趾间的蹼膜很宽,类似蝙蝠的翅膀,这使它们能像鼯鼠一样从高处滑翔到地面,所以人们又称其为“飞蛙”。
树蛙白天隐蔽,晚上出来捕捉蚱蜢等昆虫为食。它们通过独特的飞行来捕捉食物和逃避敌害。树蛙在起飞之前,先深深地吸上一口气,使肚子鼓起来。这样,树蛙的体积变大了,滑翔时就可以产生更大的浮力。接着,树蛙张开脚蹼,从很高的树上滑翔到另一棵树上或直接落到地面。在滑翔的时候,树蛙还能收缩腹部以增添升力,也可以调节脚趾操纵滑翔的方向。结束滑翔时,树蛙改变脚蹼的方向,让每只脚变成一顶小小的降落伞,使自己能准确地降落在预定地点。
树蛙不仅拥有出色的滑翔本领,还是出众的隐藏高手。树蛙能随着环境色彩的变化而改变自己的体色,巧妙的伪装让它们不容易被天敌发现,也能够更好地接近食物。在阳光明亮的白天,它们的体色是蓝绿色的;到了傍晚,它们的体色变成深绿色;到了黑漆漆的夜晚,它们的体色变成黑绿色。这样,树蛙的体色总是与周围环境的色彩接近,起到保护色的作用。
树蛙不是像其他蛙那样将卵产在水中,而是产在树叶上。树蛙在产卵的同时,还产出一种“蛋白”。雌蛙把“蛋白”搅拌敲打成一团团泡沫,泡沫里面包裹着蛙卵。不久,泡沫变成薄而坚硬的外壳,里面却仍能保持湿润,这样蛙卵就有了安全而且适宜的发育环境。几天之后,蛙卵发育成了蝌蚪,一直等到雨水到来,把它们冲进池塘里继续发育。
在树上爬行时,树蛙能用脚趾轻松地抓住树枝,也能很轻松地松开树枝。科学家经检测发现,树蛙一只脚的黏着力就可以达到自身体重的50~100倍,所以树蛙在树上爬行的时候只要有一只脚粘在树枝上就不会掉下去。在研究了树蛙的脚趾后,科学家发现,树蛙的脚趾有特殊的分泌黏液的组织,这种黏液使树蛙在需要的时候牢牢握住树干,在想离开的时候又能轻易地分离。根据树蛙吸附树干的原理,科学家研制了一种新型黏合剂。这种黏合剂可以让胶带和被粘物体牢牢地贴在一起,在不用的时候也能从一头慢慢撕开,而且不会留下任何痕迹。
四、牛奶蛙
你知道吗?在内蒙古大草原上,徜徉着很多奶牛,这是大家都熟悉的事。在南美洲的热带雨林中,也生活着一种有奶牛一般花纹的蛙。
图3-4 牛奶蛙
牛奶蛙(图3-4)是一种夜行性的大型树蛙,皮肤具有棕色和白色相间的迷彩花纹,就像奶牛一样。牛奶蛙不像其他树蛙那样栖息于叶片上或叶片之间,而是栖息于树干上或树洞中,因此演化出这种特殊的棕白保护色。牛奶蛙的背上布满白色疙瘩,在感到危险时会分泌出乳白色的像牛奶一样但有微毒的白色**,将捕食者吓走,所以被称为牛奶蛙。自然选择的伟大与神奇让人叹为观止。
与一般的树蛙不同,牛奶蛙需要到水中**产卵。雌蛙每次可以产下多达2000粒的卵,卵受精后2天左右就可以发育为蝌蚪。蝌蚪在适宜条件下经过20天左右可以发育为幼蛙。
牛奶蛙长相特殊,惹人喜爱,抗病力强,人工饲养时寿命可长达15年。它捕食范围宽,只要是吞得下的活体食物,如蟋蟀、蟑螂、面包虫等都来者不拒。
五、奇毒无比的箭毒蛙
你知道吗?我们常在书中读到某人用一种见血封喉的毒箭射杀敌人,这种毒箭很可能就是用箭毒蛙的毒液制作的。
图3-5 箭毒蛙
箭毒蛙(图3-5)生活在亚马孙河流域的热带雨林里。它之所以有这个名字,是因为当地的印第安人将它身上的毒液涂抹在箭尖上,再用这种毒箭去狩猎。箭毒蛙的毒液会随着蛙的死亡而消失。印第安人在采集毒液的时候,先将活的箭毒蛙穿在长棍上,放在火边烤。箭毒蛙的皮肤受热后,皮肤上的腺体就会分泌出白色的剧毒**。这时印第安人就拿箭在箭毒蛙身体上来回摩擦,毒箭就制成了。1只箭毒蛙分泌的毒液,可以涂抹50支镖、箭。箭毒蛙身体很小,体重只有1克多,很不起眼。可是只需用上这种小动物身上十万分之一克的毒液,就能使人毙命。正因为有如此特殊的本领,除了人类之外,箭毒蛙几乎没有天敌。
为什么小小的箭毒蛙会奇毒无比呢?科学家经过研究发现,箭毒蛙的毒素是它体表的腺体分泌的一种生物碱。这种生物碱的化学结构与一种神经递质——乙酰胆碱非常接近,毒素进入机体之后会和周围神经元上的乙酰胆碱受体结合,使外周神经失去中枢神经系统的控制。所以,如果动物被涂抹有箭毒蛙毒液的箭射中,它的意识是清醒的,身体却不听大脑的指挥了,这就是肌肉麻痹,然后是呼吸麻痹,呼吸功能丧失,心肌麻痹,心脏停止跳动,几秒后动物就会死亡。需要说明的是,直到今天,人们还没有找到解这种毒的方法。所以如果你有机会去亚马孙热带雨林,一定要小心谨慎,不要去招惹箭毒蛙。不过,箭毒蛙的毒液只能通过血液起作用,如果皮肤没有破损,毒液至多只能引起皮疹,而不会致人死亡。聪明的印第安人懂得这个道理,他们在捕捉箭毒蛙时,总是用树叶把手包卷起来以避免中毒。
那么,为什么箭毒蛙自己不会中毒呢?原来,箭毒蛙体内的乙酰胆碱受体与其他动物的有一点儿细微的差别。正是这点儿差别,使它的乙酰胆碱受体不与毒素结合。所以,箭毒蛙的毒素对其他动物来说是致命的,对自己来说却是安全的。这是进化的结果。
六、丑陋的两栖动物——蟾蜍
你知道吗?蟾蜍浑身长满了疙瘩,让人看了不舒服。其实它们浑身是宝,有很高的药用价值,对消灭农田害虫也有重要作用。
图3-6 蟾蜍
蟾蜍(图3-6)属于无尾目蟾蜍科,其中超过一半的种类都属于同一个属,即蟾蜍属。蟾蜍遍布除波利尼西亚、马达加斯加和两极以外的世界各地。蟾蜍和青蛙分别属于无尾目的蟾蜍科和蛙科。一般来说,皮肤比较光滑、身体比较苗条而善于跳跃的是青蛙;而皮肤比较粗糙、身体比较臃肿又不善跳跃的是蟾蜍。
蟾蜍科不同种的蟾蜍体形差异很大,最大的巨型海蟾蜍身长可达到25厘米,而有些小型的非洲蟾蜍的身长只有2.5厘米左右。我国常见的蟾蜍有中华大蟾蜍和黑眶蟾蜍两种。其中最常见的是中华大蟾蜍,它形态丑陋,浑身长满了疙瘩,被人们称为癞蛤蟆。蟾蜍有重要的用途,是多种农作物害虫的天敌。据科学家观察研究,在消灭农作物害虫方面,蟾蜍要胜过漂亮的青蛙,蟾蜍一夜吃掉的害虫,要比青蛙多好几倍。
蟾蜍在我国各地均有分布,从春末到秋末都可以发现它们的踪迹。白天,蟾蜍潜伏在草丛和农作物下面,或躲在石块下、土洞中,黄昏时才出来活动,在路旁、农田爬行觅食。所以在夏天的傍晚,我们经常可以在路旁田间看到蟾蜍,有时还会不小心踩到它们,被那黑乎乎的样子吓一跳。如果被人碰到,蟾蜍就会立即装死躺着一动不动。
蟾蜍是一种药用价值很高的经济动物,全身都是宝。我国第一部药学专著《神农本草经》就记有蟾蜍的性味、归经和主治等方面的内容。
蟾蜍的皮肤上有很多小疙瘩,这是它们的皮脂腺。其中最大的一对是位于头侧鼓膜上方的耳后腺。这些腺体会分泌白色毒液,凡吃它们的动物,一口咬上,马上会产生火辣辣的灼伤感,不得不将它们吐出来。在医药上,这些毒液就是制作蟾酥的原料。蟾酥内含多种生物成分,有解毒、止痛的功效,可以治疗口腔炎、咽喉炎、咽喉肿痛等疾病。近年来,人们发现蟾酥还有一定的抗癌效果,可以用来治疗皮肤癌。我国除自用以外,每年出口蟾酥超过2500千克,在国际市场上占有较大比例。日本以蟾酥为原料制成了“救生丹”,德国用蟾酥制剂治疗冠心病,我国以蟾酥为原料生产的药物有梅花点舌丹、一粒牙痛丸、心宝、华蟾素注射液等。
蟾蜍除去内脏的干燥尸体为干蟾皮,中医认为它有清热解毒、利水消胀的作用,可以用来治疗小儿疳积、慢性气管炎、咽喉肿痛、痈肿疮毒等症。近年来,人们还用干蟾皮配合癌症化疗、放疗,可以减轻副作用,提高疗效。
蟾衣是蟾蜍自然蜕下的角质衣膜,是蟾蜍身上一层很薄的、几乎透明的皮肤。蟾衣可以治疗慢性肝病,对多种肿瘤也有较好的疗效。
此外,蟾蜍的头、舌、肝、胆都可以作为中药使用;有些品种的蟾蜍肉质细嫩,味道鲜美,是营养丰富的保健食材。
蟾蜍是幸福的象征。民间传说月中有蟾蜍,故把月宫唤作“蟾宫”。有诗人写道:“鲛室影寒珠有泪,蟾宫风散桂飘香。”成语“蟾宫折桂”用来形容科举高中。
七、像恐龙的两栖动物——六角恐龙
你知道吗?在花鸟鱼虫市场,我们常常可以见到一种长着四肢,还有“六只角”的类似于鱼的一种动物。它俗称“六角恐龙”,其实是一种两栖动物,学名美西钝口螈。
图3-7 六角恐龙
六角恐龙(图3-7)学名美西钝口螈,属于两栖纲有尾目钝口螈科,因其用四肢爬行,而且头后的鳃毛特别像六只角而得名。六角恐龙体长25厘米左右,是一个非常古老的物种。野生的六角恐龙目前仅分布在墨西哥的一个湖泊中,是一种濒危的野生动物。六角恐龙从出生到性成熟始终保持幼体形态,而不是像蛙那样幼体是蝌蚪成体是蛙。在自然界,六角恐龙自然变态成用肺呼吸的成体的概率极低。人工饲养时补充甲状腺激素可以令其发育为成体。
一般的六角恐龙呈黑灰色,或深棕色带黑色斑点。体色可以因为食物的不同而改变,也可以因为生活环境的不同而改变。四肢和四足都比较短小,尾部较长,背鳍从头背部向后延伸一直到尾端,腹鳍从后肢一直延伸到尾端。
由于六角恐龙样子可爱,体态特殊,容易饲养,人们将其作为宠物饲养已经有100多年了。经过长期的人工选择,六角恐龙出现了很多变异类型。全世界共有30多个品种,如拥有金色眼睛和金色皮肤的黄金六角、拥有黄色皮肤的黄化六角、全身洁白的白化六角等。
六角恐龙是杂食性动物,既可以吃水藻、米饭、面条等植物性食物,也可以吃鸡肉、猪脑、鸡肝、鱼肉、蚯蚓、面包虫等动物性食物。六角恐龙的嘴里虽然有两排细牙,却不能撕咬食物。它们通常都是趴附在食物上,靠胃内的真空将食物吸进体内。
六角恐龙生性胆小,如果和其他动物(如鱼)混养,会惊恐不安,鳃毛也可能被鱼吃光,影响呼吸,导致死亡。
六角恐龙最让人称奇的是它的再生能力。如果幼体在运输、饲养过程中由于某种原因掉了一条腿,请不要担心,用不了一个月,它就能长出和原来完全一样的新腿。随着发育,六角恐龙的再生能力会逐渐减弱,最终无法再生出四肢,但仍可再生出脚趾等结构。有科学家用六角恐龙进行眼睛等重要器官的移植实验,发现它不会发生排斥反应,实验很容易成功。因为它的这些特点,科学家常用六角恐龙做实验材料进行动物再生方面的研究。
八、珍贵的中国林蛙
你知道吗?蛙在我国分布广泛,在林下、小溪旁、田间地头都可以见到它们的身影。但你知道吗?我国还有一种非常珍贵的有药用价值的蛙——中国林蛙。
图3-8 中国林蛙
中国林蛙(图3-8)主要分布在我国东北的黑龙江、吉林、辽宁和内蒙古东北部,在西伯利亚、朝鲜也有少量分布。它头部扁平,吻部钝圆,蹼发达。雄性体长6厘米左右,雌性比雄性略大。从外表上看,中国林蛙呈褐灰色,腹部有红色或深灰色花斑,雄蛙皮肤比较光滑,雌蛙皮肤粗糙,体侧、腹部两侧以及后肢背面有许多突出的小疣。
中国林蛙常在湿润凉爽的林荫下生活。在春天,雄蛙和雌蛙在水流平缓温暖的浅水滩抱对产卵。卵在水中受精,很快就会发育成蝌蚪。蝌蚪以水中的植物碎屑、藻类、嫩叶等植物性食物为食。大约经过30天左右的发育,蝌蚪变成了蛙。成年蛙只有产卵时来到水域,其余时间在山林或灌丛进行陆地生活。盛夏时,随着气温升高,它们会逐渐向高海拔地区迁移。在陆地上,成年的中国林蛙以动物性食物为食,主要吃一些鞘翅类昆虫,也吃蜘蛛。中国林蛙堪称世界上咀嚼最快的动物,一分钟可以咀嚼4000多次。
东北的冬季寒冷而漫长。到9月下旬,气温低于15℃时,中国林蛙就会向山下转移,逐渐到达越冬水塘周围。当气温低于10℃时,它们就会陆续进入水中。随着气温降低,它们逐渐集中到深水区进入冬眠状态。大约经历150~180天的冬眠之后,到第二年4月中旬水温逐渐升高的时候,中国林蛙又开始活跃起来。此时,雌蛙的生殖腺正好成熟,它们就进入下一个繁殖周期。
中国林蛙可作药用。在农历白露前后捕捉雄蛙,除去内脏之后洗净,挂起来风干即可制成药材哈士蟆。如果捉到的是雌蛙,先取出它的输卵管,经过加工可以制成珍贵药材蛤蟆油。然后像雄蛙一样除去内脏洗净风干制成药材哈士蟆。
哈士蟆有润肺养胃、滋阴补肾、补脑益智、提高免疫力的功效,是一种滋补性中药。哈士蟆在市场上供不应求,是中国重要的出口药材。
蛤蟆油其实是雌蛙的输卵管、卵巢以及一些脂状物,有解虚痨、消肿、补虚、益产妇的功效。蛤蟆油在清代是贡品,现有“长白山八大山珍”“绿色软黄金”的美誉,是国家二级保护中药材。