正如青蛙看起来可能那样光滑，尖刺和肿块从我们看不见的头骨表面冒出来。“有些，如果你能摸摸它们的头，就能感觉到，”佛罗里达大学佛罗里达自然历史博物馆的爬行动物学家 David Blackburn 说。大多数特征都是出乎意料的，只有透过皮肤和软组织才能看到。
于是，Blackburn 和他的学生 Daniel Paluh 就这样做了。该团队汇集了 158 种青蛙的头骨数字 3D 图像，以可视化它们所有的肿块、凸起和巨大的下颌。团队在《美国国家科学院院刊》上发表的研究结论认为，青蛙很可能进化出了奇特的头部装备，以帮助它们 捕猎、保护家园，甚至分泌毒液。
Blackburn 说，历史上，研究人员对青蛙进化的关注程度不如对其他脊椎动物的关注程度。将它们的一些颅骨的凹凸之处与其能力联系起来，可能会促使更多关于这些奇特的两栖动物起源的调查。“这些我们认为是如此‘青蛙化’的东西——它们是什么时候进化的，为什么进化的？”Blackburn 问道。“我们不知道。”
头骨扫描
Blackburn 说，在过去的 40 年里，已知的青蛙物种数量呈爆炸式增长。研究人员不再研究博物馆标本——因为标本会随着时间褪色，或者不包含可能区分两种相似物种的蝌蚪阶段——而是进行基因测试来区分这些跳跃的两栖动物。CT 扫描作为一种无害的手术替代品出现了。这些 3D X 射线可以描绘出皮肤下的骨骼，显示出研究人员在从外部研究光滑、长着大眼睛的头部时可能错过的一切。
当 Blackburn 的团队将 CT 扫描与这些青蛙的基因谱系进行比较时，他们发现一些关于这些脑壳的观点并不适用。像一些研究推测的那样，骨骼增生并没有发生在体型较小的青蛙身上。相反，这些突起出现在各种物种中，无论其体型大小。
青蛙的饮食或行为似乎是决定头部形状的更重要因素。例如，有些青蛙的颌关节向后延伸很远，以至于铰链与青蛙背部中部对齐。这些青蛙都以其他脊椎动物为食，并且似乎需要巨大的嘴巴才能征服它们的食物。而另一些青蛙的颌关节则与其体型成比例。“如果你能想象一群人有那样的颌关节，那会看起来非常奇怪，”Blackburn 说。
尖刺和棘
有些青蛙的头顶有攻击性的尖刺，这可能有助于向捕食者输送毒液。这些物种会用头部堵住洞穴入口，作为抵挡啄食的鸟类的屏障，有些还在头骨顶部有毒腺。Blackburn 说，位于毒腺囊下方的骨质尖刺可能有助于将毒素传递给攻击的鸟类。
由于外观相似的头骨出现在并非近亲的青蛙之间，该团队认为这些骨质尖刺和棘在不同的青蛙谱系中大约进化了 20 次。Blackburn 说，古代两栖动物的标本显示出更强烈的头骨生长，这表明今天的青蛙仍在利用祖先的生长模式。“不知何故，这些青蛙在它们的 DNA 中启动了一些古老的发育机制。”
更多的研究将检验这些理论。研究人员对许多难以捉摸的青蛙物种的生物学和生命周期知之甚少，Blackburn 希望了解更多——例如，是否有许多其他用头部堵塞洞穴的青蛙在头骨上也带有毒腺和尖刺。
随着发现的不断深入，Blackburn 迫不及待地想看看 CT 扫描还能揭示什么。“这仅仅是冰山一角。”
当该研究在线发布到 PNAS.org 时，将在此处发布。
看看它们的头骨，就在这里
Hyla chrysoscelis（科佩灰树蛙；美国东部）：大多数青蛙，包括这种灰树蛙，都拥有一个简化的头骨，其颅骨元素的数量和大小都有所减少。（图片来源：Daniel J. Paluh 提供）
Daniel J. Paluh 提供
Hemisus guineensis（几内亚铲鼻蛙；撒哈拉以南非洲）。生活在特定环境中的物种拥有特化的头部。撒哈拉以南非洲的铲鼻蛙大部分时间生活在地下挖洞，以蚂蚁和白蚁为食；它们的头骨具有尖嘴和前移的下颌。（图片来源：Daniel J. Paluh 提供）
Daniel J. Paluh 提供
Barbourula busuangensis（菲律宾扁头蛙；菲律宾）。菲律宾扁头蛙具有长而扁平的头骨形状，适合生活在水流湍急的溪流中。（图片来源：Daniel J. Paluh 提供）
Daniel J. Paluh 提供
Hemiphractus scutatus（斯皮克斯角树蛙；南美洲西部）。包括这种角树蛙在内的几种青蛙以其他脊椎动物（包括其他两栖动物、哺乳动物、鸟类和爬行动物）为食，并拥有由额外的骨层形成的复杂沟槽、脊和凹坑图案加固的头骨。这种称为“过度骨化”的特征，可能使这些物种能够更有效地食用更大、更坚硬的猎物。（图片来源：Edward L. Stanley 提供）
Edward L. Stanley 提供
Pyxicephalus adspersus（非洲牛蛙；撒哈拉以南非洲）。一些食量大的捕食者，包括这种非洲牛蛙，由于下颌有巨大的骨质獠牙（用橙色高亮显示），咬合力很强。（图片来源：Daniel J. Paluh 提供）
Daniel J. Paluh 提供
Brachycephalus ephippium（南瓜蟾蜍；巴西）。过去曾认为过度骨化可能与青蛙非常小的体型（小型化）有关，因为这种特征存在于体长不到一英寸的微小南瓜蟾蜍中。但研究表明，这种特征存在于各种体型的青蛙中。（图片来源：Daniel J. Paluh 提供）
Daniel J. Paluh 提供
Diaglena spatulata（铲头树蛙；墨西哥）。铲头树蛙也拥有一个加固的头骨，上面覆盖着尖刺，当它退入岩石缝隙或凤梨腋下躲藏时，会用尖刺作为塞子。这种被称为“封堵性”的行为，被认为可以保护这些青蛙免受捕食者的侵害。（图片来源：Daniel J. Paluh 提供）
Daniel J. Paluh 提供
Aparasphenodon brunoi（布鲁诺头盔蛙；巴西）。最近发现包括布鲁诺头盔蛙在内的三种过度骨化青蛙具有毒性，其大型毒腺与头骨的尖刺有关。当捕食者撞击其中一只青蛙的头部时，特化的尖刺会刺穿皮肤下方的腺体，作为一种防御手段。（图片来源：Daniel J. Paluh 提供）
Daniel J. Paluh 提供
Anotheca spinosa（多刺头树蛙；中美洲）。多刺头树蛙不以其“封堵性”或毒性而闻名，但它的头部覆盖着非常大的尖刺，以恐吓捕食者。（图片来源：Edward L. Stanley 提供）
Edward L. Stanley 提供
Scaphiopus holbrookii（东部 Spadefoot 蛙；美国东部）。包括东部 Spadefoot 蛙在内的一些物种，拥有过度骨化的头骨，但它们不以脊椎动物为食，也没有特化的防御机制。在这些物种中，这种特征的功能可能与在干旱环境中保持水分有关，但还需要进一步研究来验证。（图片来源：Daniel J. Paluh 提供）
Daniel J. Paluh 提供
