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“金刚狼”蛙从脚趾伸出可伸缩的爪子

了解非洲尖爪青蛙如何使用独特的防御武器刺穿皮肤——一种非凡的自然现象。

作者:Ed Yong
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《X战警》漫画中,超级英雄金刚狼每只手臂都装备有三根锋利的爪子。它们会从手部皮肤中伸出,而造成的伤口则会通过他超凡的愈合能力来闭合。现在,在一种奇特的“生活模仿艺术”的案例中,哈佛大学的科学家们发现,一群非洲青蛙也使用类似的武器。

这些青蛙用后腿上的尖锐骨爪来保护自己,但这样做,动物必须将爪子刺穿自己的皮肤。这是一种在动物界完全独一无二的极端防御方式。

带爪的青蛙属于一个叫做Arthroleptidae的科,这个科在一百多年前就在中非被发现。起初,人们怀疑这些爪子只是保存过程中作为副产品而穿过皮肤的。或者,青蛙可能用它们来抓握或攀爬。直到自然主义者首次描述了捕捉和处理活体动物时,它们真正的防御武器功能才变得清晰。

这样做是错误的,任何这样做的人都会受到惩罚,因为挣扎中的动物会用爪子猛烈地踢出,造成一系列深的、流血的伤口。这种能力在喀麦隆人民中是众所周知的,他们只用砍刀或长矛捕猎这些青蛙。

哈佛大学的大卫·布莱克本通过研究博物馆收藏的63个标本,揭示了爪子的工作原理。特别是两个属——Astylosternus(夜蛙)Trichobatrachus(毛蛙)——的八个后趾都有发达的爪子。当然,爪子在动物王国中非常普遍,猫也有可伸缩的爪子。但青蛙的爪子由于几个原因而完全独一无二。

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首先,它们是由裸露的骨头构成的,缺乏覆盖所有其他陆生脊椎动物爪子的角质鞘。它们的工作方式也很特别。当爪子“处于休息状态”时,它完全位于脚趾的肉中,由一个小骨质结节固定,而这个结节又锚定在青蛙的皮肤上。结节将爪子固定到位,并防止它们在青蛙日常活动中意外伸出。

当青蛙受到威胁时,它们会收缩连接到爪子下半部分的肌肉。这会切断与结节的连接,并将爪子向下拽。其鱼叉状的尖端由强化和增厚的骨头构成,可以轻易地刺穿脚趾的皮肤。

在脊椎动物中,没有其他爪子需要刺穿才能使用。只有蝾螈使用类似的技术;一些物种将骨质肋骨刺穿其含有毒腺的特殊部位。而且,与猫的脚趾不同,青蛙没有永久性的槽孔供爪子伸出。每次使用时,它们都会造成新的伤口。在《X战警》电影中,当被问及弹出爪子是否疼痛时,金刚狼回答说:“每次都疼。”人们不禁会想,对于青蛙来说,情况也是如此。

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布莱克本不确定青蛙部署其秘密武器后会发生什么。可能是动物无法主动收回爪子,而必须等待它们被动地回到“弹起”位置。我们也不知道骨质结节和爪子之间的断裂连接是否会重新生长。

然而,许多两栖动物拥有非凡的愈合能力,甚至可以再生断肢。也许带爪的青蛙,就像它们的漫画书对手一样,拥有一个“愈合因子”,可以闭合每次爪子使用时出现的伤口。

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参考文献:Proc Roy Soc B 10.1098/rsbl.2008.0219

图片:青蛙作者Gustavocarra;金刚狼作者John Cassaday;脚趾图片来自Royal Society

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