@ 2022.06.26 , 23:28

短头蟾蜍 跳跃后为何以脸着地

在自然世界里,小体型当然有其优势。需要更少的食物,不占用太多的存身空间,更难被掠食者发现。

但研究人员刚刚发现,为了保持平衡能力,脊椎动物可以有多小是有限度的。短头蟾蜍(Brachycephalus)的小型化则远远超出了这个限制,每当它们试图跳跃时,都会导致滑稽而尴尬的杂技。

跳起来之后,它们往往会以屁股、背部、腹部甚至面部撞击着地。幸运的是,这些似乎并没有伤害到他们。

短头蟾蜍 跳跃后为何以脸着地
Brachycephalus brunneus fails to stick its landing. (Essner et al. Science Advances, 2022)

虽然青蛙以其跳跃能力而闻名——有些甚至将这种能力完善到能够优雅地在空中转体——但短头蟾蜍并不是唯一的专业地以肚皮着地的两栖动物。先前的研究表明,青蛙的跳跃能力出现于它们能真正平稳着陆之前。

南伊利诺伊大学的功能形态学家 Richard Essner Jr. 和同事被这些蟾蜍的华丽翻滚迷住了,他们使用 CT 扫描 147 种不同物种的内耳来试图查明问题所在。

佛罗里达自然历史博物馆的爬虫学家Edward Stanley解释说:“它们不是很好的跳跃者,也不是特别好的步行者。它们在走路时有点像踩高跷。”

因此,该团队检查了蟾蜍的腿,虽然它们只有三个功能性脚趾,但它们弹跳的腿部肌肉工作得很好。

相反,麻烦在头脑中。

当我们移动时,我们依靠耳朵中充满液体的腔室系统(我们的前庭系统)的反馈来告诉我们运动方向。当液体随着我们的运动而晃动时,细毛会检测它的方向和速度,为我们的大脑提供定位系统的信息。

尽管青蛙仍有前庭器官,但它们似乎没有为青蛙提供正确的信息来定向。

“即使前庭系统相对于它们的头部已经尽可能地大,但仍不够大,无法让液体以能够保持平衡的速度移动。”

这还不是唯一的挑战。至少有两种青蛙的听力系统如此不发达,甚至对自己的交配歌曲充耳不闻。

它们过小的前庭系统不仅妨碍了它们优雅着陆的能力,而且使它们走路时必须非常缓慢和小心。幸运的是,短头蟾蜍大部分时间都躲在巴西森林家园的落叶中。

“它们是奇特的青蛙。”巴西巴拉那联邦大学动物学家 André Confetti 说。 “它们不会游泳,没有蝌蚪,而且它们似乎也不怎么到处走动。我们已经监测了这些青蛙的声学行为,并且能够在同一地点记录同一个体一年的生活。”

相反,这些物种依靠其他手段来躲避捕食者。有些颜色鲜艳且有毒,而另一些则依赖伪装。

“它们不会经常跳来跳去,当必须跳时,它们可能并不那么担心着陆,因为那已经是生死一线了。”Stanley总结道,“它们从小体型中获得的好处多于它们因无法坚持稳定着陆而失去的。”

他们的研究发表在《科学进展》上。

https://www.sciencealert.com/these-absurd-frogs-are-so-tiny-they-ve-lost-all-ability-to-balance

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