被活吞后,水甲虫上演“后门”逃生,从青蛙的肠道中逃脱

人生的旅程有时会带你到意想不到的地方

日本的暗斑蛙 (Pelophylax nigromaculatus)。

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对于大多数昆虫来说,被青蛙活吞是一项死刑判决,但有一种甲虫物种却不屑于被消化,而是通过偷偷溜出捕食者的肛门来获得自由。 

当池塘蛙Pelophylax nigromaculatus被呈现出水生甲虫Regimbartia attenuata时,它迅速吞下了这只甲虫,将其整个活生生地吞了下去。但研究人员最近发现,这顿饭以一种奇怪的转折结束。

在大多数实验中,甲虫在六小时内再次出现,从青蛙的肛门或泄殖腔中溜出来。虽然肌肉通常会紧紧地关闭泄殖腔,但当青蛙排便时,这些肌肉会放松;根据这项新研究,甲虫可能正在刺激青蛙的排便反射,以便暂时打开这个不寻常的紧急出口。


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日本神户大学农业科学研究生院副教授杉浦真治研究湿地昆虫的防御捕食者策略,他怀疑甲虫R. attenuata已经进化出某种防御沼泽栖息地青蛙的防御机制。然而,杉浦在一封电子邮件中告诉Live Science,这种防御机制与他预期的非常不同。

2019年9月,他在实验室条件下为一只幼年P. nigromaculatus青蛙提供了一只成年甲虫。杉浦猜测青蛙可能会把甲虫吐出来,但105分钟后,他惊讶地看到活甲虫从青蛙的另一端出现了。 

“我用摄像机记录了这一行为,”他说。“我非常惊讶地观看了甲虫从青蛙泄殖腔逃脱的录像。”

他进行了十多次实验,93%被吞下的甲虫被排泄出来——总是头朝前,杉浦今天(8月3日)在《当代生物学》杂志上报道。这些甲虫“经常缠绕在粪便颗粒中”,但它们“立即恢复”,恢复了它们的甲虫业务,并在排泄后至少存活了两周。

实验中的其他水生甲虫就没有那么幸运了。当杉浦用甲虫Enochrus japonicus引诱青蛙时,所有的甲虫都在青蛙体内死亡,并在被吞下24小时后部分排出。

从青蛙的嘴到肛门,黑暗而危险的路径穿过食道、、小肠和大肠。对于一只被吞下的甲虫来说,从头到尾穿过这个潮湿且密不透风的内部隧道至少需要六分钟,尽管大多数甲虫在被吃掉后一小时到六小时之间出现,根据这项研究。 

青蛙通常不会在饭后这么快排便;这暗示甲虫正在积极地促使青蛙排便,而不是被动地等待通过。为了测试甲虫是否可能正在使用它们的腿来做到这一点,杉浦给青蛙提供了腿用粘性蜡固定在一起的甲虫。

杉浦报告说,这些甲虫中没有一只幸存下来。

“这项研究是第一个记录到猎物主动从捕食者的泄殖腔逃脱,并表明猎物可能促进捕食者排便以加速从捕食者体内逃脱,”杉浦写道。需要进一步的实验来拼凑出甲虫如何鼓励青蛙放松括约肌;“然而,我推测R. attenuata使用腿和身体来刺激青蛙的后肠,”他告诉Live Science。

虽然R. attenuata的逃生技术对科学家来说是新的,但这些昆虫并不是唯一可以在被吃掉后逃避免疫的甲虫。2018年,杉浦发现,当步甲虫(Pheropsophus jessoensis)被青蛙或蟾蜍吞下时,会释放出有毒化学物质喷雾,以至于两栖动物会翻转自己的胃,将甲虫呕吐出来。然后,甲虫会匆匆逃走——身上滴着粘液和消化液,但其他方面安然无恙,Live Science此前报道

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明迪·韦斯伯格是一位科学作家,报道生物学、古生物学、气候变化和太空。她曾在哥伦比亚大学学习电影,并在美国自然历史博物馆制作、撰写和导演媒体超过十年,创作了关于恐龙、天体物理学、生物多样性和进化论的视频,这些视频已在世界各地的博物馆和科学中心展出。她的著作《僵尸虫子的崛起:寄生虫精神控制的惊人科学》将于2025年春季由霍普金斯出版社出版。

更多作者:明迪·韦斯伯格

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