许多蝌蚪用强效毒素来防御捕食者，但一项新的研究发现，这些毒素似乎也有助于它们在同类竞争中获胜。
根据9月23日发表在《功能生态学》上的研究，普通蟾蜍（Bufo bufo）的蝌蚪在拥挤的环境中饲养时毒性更强，这可能会使它们具有竞争优势。
已知许多有毒植物物种会调节其防御机制以抵御不同的威胁，但尚不清楚动物是否也具有类似的毒素调节能力。尽管已知捕食压力会诱导蝌蚪的化学防御，但新的发现是脊椎动物中竞争刺激毒素合成的第一个明确证据。
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑订阅我们的获奖新闻报道，以支持我们的工作。 订阅。通过购买订阅，您可以帮助确保有关当今塑造我们世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
具有毒性可以使一个物种基本上对捕食者来说无法食用，但制造强效毒素会产生代谢成本，因此最好让这种投资物有所值。“对于这些动物来说，如果能够将它们的抗捕食毒素也用作对付竞争对手的化学武器，那将是一举两得，”该研究的主要作者，布达佩斯匈牙利科学院的生态学家维罗尼卡·博科尼说。
普通蟾蜍配备了蟾毒配基，这种强效毒素通过加速和扰乱心脏节律来造成伤害。野外研究发现，普通蟾蜍的毒性在地理上存在差异，竞争强度是最可靠的预测指标。但目前尚不清楚这种模式的出现是因为种群在不同的池塘中彼此之间基因隔离，还是反映了环境因素诱导的防御机制。
博科尼和她的同事将这个问题带到了实验室，在人工池塘中饲养不同数量的蟾蜍，这代表了竞争的强度。池塘的物种组成也各不相同；有些池塘只包含普通蟾蜍，另一些包含敏捷蛙（Rana dalmatina），还有一些则包含混合物种。敏捷蛙比普通蟾蜍孵化得更早，生长得更大，因此它们被认为是更强大的竞争对手。因为青蛙无毒，研究人员想看看蟾蜍的毒素是否专门针对这些强烈的竞争对手（一种称为化感作用的现象）。
有毒的关系
蟾蜍的竞争对手（无论是哪个物种）越多，它们就越小且毒性更强，这与野外结果相呼应。但令人惊讶的是，蟾蜍蝌蚪对同类的防御更加强烈，它们产生的毒素比对付青蛙时更多。与此同时，青蛙似乎并没有受到有毒同伴的影响。
加拿大彼得伯勒市特伦特大学的生态学家托马斯·霍西说，这项研究“设计得非常好”。他指出，其他蝌蚪性状（包括形态和行为）的可塑性已被充分记录，但大多数研究都检查了对捕食风险的反应。“这篇论文是另一个很好的例子，说明了幼年两栖动物的性状实际上有多么惊人的可塑性。”
加州大学洛杉矶分校的生态学家加里·布恰雷利也赞扬了这项工作：“我认为研究人员提出了一项非常有说服力的研究，它质疑了两栖动物化学防御的进化和生态作用。”他自己的研究表明，蝾螈在压力条件下会变得更有毒。他补充说，这些发现“确实开始仔细审视仅由捕食驱动动物化学防御变化的观点”。
霍西指出，在昆虫中也观察到了毒性随生物种群密度而变化的情况：“这项实验表明，它可能比我们预期的更普遍。”
博科尼和她的同事们还没有完成对蟾蜍的研究，因为竞争对手青蛙出乎意料地没有受到伤害，“这引发了一个问题，蟾蜍究竟在防御什么”。同类相食当然是一种可能性，因为许多物种的蝌蚪在艰难时期都会转向同类相残。
但博科尼想知道这些毒素是否可能具有完全不同的功能。她假设它们可能“为它们可能从[其他蝌蚪]那里感染的传染病提供一种免疫防御，尤其是在拥挤的情况下”。她和她的同事希望下一步探讨这种可能性。
本文经许可转载，并于首次发表于2017年9月29日。