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Jul. 13 2020

這種貌似蚯蚓的兩生類可能有帶毒的唾液

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  • 蚓螈是地下兩生類,已知有200種,而墨西哥蚓螈(Dermophis mexicanus,上圖是一隻飼養在密蘇里州聖路易斯動物園的個體)即為其中一種。PHOTOGRAPH BY JOEL SARTORE, NATIONAL GEOGRAPHIC PHOTO ARK

  • 一隻博物館收藏的粗線真蚓螈(Caecilia pachynema)標本顯露出牠的三排牙齒。PHOTOGRAPH BY ALEJANDRO ARTEAGA

創傷放毒在兩生類身上幾乎聞所未聞,使得這種稱為蚓螈、無足且大多眼盲的動物極為特殊。

蚓螈是地下兩生類,已知有200種,而墨西哥蚓螈(Dermophis mexicanus,上圖是一隻飼養在密蘇里州聖路易斯動物園的個體)即為其中一種。PHOTOGRAPH BY JOEL SARTORE, NATIONAL GEOGRAPHIC PHOTO ARK

蚓螈是地下兩生類,已知有200種,而墨西哥蚓螈(Dermophis mexicanus,上圖是一隻飼養在密蘇里州聖路易斯動物園的個體)即為其中一種。PHOTOGRAPH BY JOEL SARTORE, NATIONAL GEOGRAPHIC PHOTO ARK

蚓螈(caecilian)是滿口尖牙的蚯蚓狀動物,具有平滑光亮的皮膚,看起來很像蛇。但科學家仍然很驚訝地發現,這類無足動物有一些可能具有創傷放毒性(venomous)唾液──這可能是有史以來在兩生類發現的首例。(了解創傷放毒性動物與被動帶毒性動物之間的差異。

在世界各地的熱帶森林裡,生活著近200種蚓螈,從棲息在喀麥隆、體長約9公分的羅氏蚓螈(Idiocranium russell),到生活在哥倫比亞、將近1.5公尺的巨大湯氏真蚓螈(Caecilia thompsoni),全都涵蓋在內。

巴西聖保羅布坦坦研究所(Butantan Institute)的演化生物學家卡洛斯.賈里德(Carlos Jared)是一篇關於蚓螈的新研究報告的作者。他說,蚓螈大多棲息在地下,這就是為什麼「蚓螈或許是最不為人熟知的脊椎動物」。有些種類的蚓螈非常適應地下生活,牠們的眼睛已經完全消失了。

科學家已知蚓螈具有三排尖銳的牙齒──兩排在上面,一排在下面──尖牙或許能幫助這些掠食者捕捉及吞下蚯蚓。不過,賈里德觀察在巴西捉到的蚓螈時,發現了一組之前從未被人描述過的齒腺,它們會製造唾液,而且可能會製造創傷放毒性酵素。但他提醒,需要進一步分析才能確認蚓螈唾液是否真的有毒。

並未參與該研究的澳洲阿德雷得大學演化生物學家艾瑪.謝拉特(Emma Sherratt)說,如果真有毒性,後續影響就會很驚人了。

首先,這意味著毒液是分別在兩生類與爬行類身上獨立演化,而這樣的發現會顛覆我們目前所知的毒液演化方式。她說,這也引起一道非常有趣的謎題:為什麼蛙和蠑螈沒有跟蚓螈一樣具有創傷放毒性唾液呢?

一隻博物館收藏的粗線真蚓螈(Caecilia pachynema)標本顯露出牠的三排牙齒。PHOTOGRAPH BY ALEJANDRO ARTEAGA

一隻博物館收藏的粗線真蚓螈(Caecilia pachynema)標本顯露出牠的三排牙齒。PHOTOGRAPH BY ALEJANDRO ARTEAGA

目前唯一已知的另一種創傷放毒性兩生類是格林胄蛙(Greening’s frog),牠們也棲息在巴西,並會透過毒腺及臉上棘刺來「刺螫」其他動物。

專業穴居者

科學家已於1935年在弗雷戈特島蚓螈(Hypogeophis rostratus)身上發現這些齒腺,卻將其誤認為較典型的黏液腺,而蚓螈身上有許多這類黏液腺。

賈里德說,蚓螈頭上的腺體會製造一種潤滑液,這樣牠們就能更輕易地在土壤裡鑽動。另一方面,蚓螈尾部則具有製造毒素的腺體,可能是為了嚇阻掠食者,避免掠食者透過蚓螈的地下通道追捕牠們。

為了進行研究,研究主持人佩德羅.路易斯.馬修-方塔納(Pedro Luiz Mailho-Fontana)──他也是布坦坦研究所的演化生物學家──與同事對兩隻成年環管蚓螈(Siphonops annulatus)的唾液樣本進行分析,以確定唾液中所含的化學物質。他們發現一類稱為磷脂酶A2的酵素,這類酵素廣泛出現在創傷放毒性動物身上,例如胡蜂、蠍子、蛇。

據這份於7月3日發表在《i科學》(iScience)期刊的研究報告顯示,研究團隊將四隻蚓螈樣本安樂死,研究齒腺結構的生理組成,並以電子顯微鏡檢查其中兩隻蚓螈。

馬修-方塔納說,儘管他們希望能研究更多蚓螈,但這類專業穴居者很難被人找到──他們可能花上20小時才發現一隻蚓螈,並將牠從土裡拉出來。

為什麼是唾液有毒?

馬修-方塔納說,只要他們能取得新樣本,就希望與生物化學及藥理學領域的專家合作,了解齒腺的真正功能。不過他推測,蚓螈的唾液可能有助於殺死牠們捕食的巨型蚯蚓,也有助於將蚯蚓消化。

雖然說到施放毒液,許多人想像的是螫針和蛇牙,但馬修-方塔納說許多毒液都是從唾液演變而來。很久以前,口腔中的液體起初可能具有潤滑劑的作用,然後變成更好地協助消化,最後演變為能夠造成傷害。其他具有創傷放毒性唾液的動物包括蛇、科莫多龍,以及鼩鼱、懶猴、蝙蝠等哺乳類。

亞歷杭德羅.阿爾塔加(Alejandro Arteaga)是生物學家兼「熱帶兩生爬行類探索者」(Tropical Herping)旅遊公司的負責人,該公司專攻觀察爬行動物與兩生類。阿爾塔加在電子郵件中表示,他曾被蚓螈及其「異形」般的嘴巴咬過,但沒有感到任何持久的影響,「只有牙齒機械性穿刺傷的立即疼痛而已。」

他說,他同意該研究作者的想法,也就是如果蚓螈的唾液有毒,那麼毒液可能適用於幫助蚓螈捕捉或溶解獵物,而不是防禦掠食者。

「一直帶給我們驚喜」

英國史雲斯大學的演化毒理學家凱文.艾柏科(Kevin Arbuckle)說,鑒於蚓螈非常缺乏研究,所以這種動物「確實很有可能」是創傷放毒性。

但那份酵素分析不是「特別有說服力」,艾柏科在電子郵件中表示:「所有口腔腺體都會製造各式各樣的酵素,包括那份分析列出的許多酵素。」換句話說,動物的唾液中可能含有這類酵素,卻不具有創傷放毒的作用。

他說:「儘管如此,這絕對是一篇有趣的論文,我很確信它會引起許多後續追蹤的研究,讓我們更加了解這類鮮為人知的脊椎動物。」

謝拉特補充說,雖然該論文「做出紮實的貢獻」,但它「留給我們的問題比答案還要遠遠更多」。

「不過話說回來,這就是研究蚓螈會遇到的事。」謝拉特說:「牠們一直帶給我們驚喜。」

 

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