梭形瑞牙甲(Regimbartia attenuata)(图片来源:原论文)

幸好这没有发生在人身上。撰文 | 二七审校 | clefable 

作为一只体型不足半厘米的小甲虫,生活在池塘里总是很容易遭遇一些生死攸关的时刻,比如被一只侧褶蛙的舌头粘住,然后被送进嘴里。 还好,对于梭形瑞牙甲(Regimbartia attenuata)——一种水生甲虫——来说,被侧褶蛙吞进肚子里还不是生命的终点。“生命会找到自己的出路”,这些甲虫也是一样,虽然它们找到的是字面意义上的出路:蛙的“肛门”,或者更严谨地说——泄殖孔。 

从另一头逃脱

 这就是日本神户大学的昆虫生态学家杉浦真治(Shinji Sugiura)在实验室看到的场景。他将梭形瑞牙甲喂给了一种侧褶蛙Pelophylax nigromaculatus。显然,侧褶蛙的消化道没能解决掉这些小东西,在短短几小时内,90%的梭形瑞牙甲从侧褶蛙的泄殖孔顺利逃脱,最快的一只甚至只花了6分钟。 考虑到出口的性质,逃出生天的甲虫不可避免地要沾染一些排泄物,但至少它们还活着,而且看起来非常健康:一离开侧褶蛙体内甲虫就开始在水中自如游动,甲虫(和侧褶蛙)看起来情绪都很稳定。2020年,这些发现被整理成论文发表于《当代生物学》(Current Biology)。 


视频来源:原论文 刚开始设计实验的时候,杉浦真治并没预料到这样的场景。他是一位动物行为学研究者,尤其关心捕食者与被捕食者之间的相互作用。 之所以进行这项实验,是因为他发现在日本的许多湿地,梭形瑞牙甲和侧褶蛙都非常常见。从理论上来说,这种侧褶蛙既吃陆生昆虫,也吃水生昆虫,是梭形瑞牙甲的潜在捕食者。杉浦真治想看看,梭形瑞牙甲是不是有办法逃脱侧褶蛙和其他捕食者的猎杀。 “我并没有预测到这种甲虫可以从蛙的泄殖腔逃脱,”杉浦真治说道,“我只是把甲虫提供给青蛙,期待着青蛙会因为甲虫的行为或其他什么原因而把甲虫吐出来。” 

逃生之路

 蛙类通常没有咀嚼的能力,而是依靠消化系统杀死猎物,这意味着甲虫会被活着吞下去,给了它们一个逃脱的好机会。而这些平时可以在水中生活的甲虫,可能正是依靠对水生环境的适应力,赢得了在侧褶蛙体内存活并逃脱的能力。

 
蛙类的消化道是一个长管型结构,从口开始,经过食道、胃、小肠、大肠,到泄殖孔结束。(图片来源:Shinji Sugiura, Kobe University) 

这些甲虫通过外骨骼上的孔呼吸。在水下时,它们可以在鞘翅下捕获一小部分空气,形成气泡,以保证在消化道内(缺氧条件下)也能存活。硬质的外骨骼也可以保护他们免受酸性或碱性消化液的侵害。 平时在水里,甲虫会交替摆动自己的三对足来自由游动。同样的情景很可能也曾发生在侧褶蛙的体内,这样它们才能尽快抵达出口。 而当甲虫终于抵达消化道末端,还有一件最重要的事——让蛙“开门”。研究者怀疑,甲虫足的动作也会刺激青蛙的肠道,诱导它们产生排便的感觉。尽管目前还没有足够的研究来证明这一点,但一个可能的证据是,这种甲虫在逃脱时总是头部先出来,说明它们至少能够控制自己的活动。 

成功率

 显然,当具备如此多的要素时,逃脱的成功率就会更高。科学家也曾观察到类似的从捕食者消化道内幸存的现象。已有研究发现,许多淡水生活的蛤蜊和螺可以从鲑鱼体内幸存,而一些被鸟类吃掉的蜗牛,也有机会随着鸟类的粪便排出体外。 这些软体动物采取的策略都比较类似:依靠外骨骼抵抗消化液的侵蚀,同时将外壳的开口封闭,被动地等待捕食者将它们排出。这的确能发挥一些作用,甚至有研究认为,这种被吃又被排出的行为为蜗牛提供了一个重要的传播渠道,使它们抵达了许多小岛。然而这种被动等待的成功率远远难以与甲虫匹敌,只有不足20%的软体动物能够存活。 这可能与甲虫的主动挣扎有关。在实验中,杉浦真治尝试着将甲虫的足固定后再喂给侧褶蛙。这次,被封闭了行动能力的甲虫全部被杀死了,没有一只从蛙类体内逃脱。 事实上,那些没能成功逃脱的甲虫会经过1~2天的时间才会被消化和排出,而幸存者们只需几小时就能逃出生天,显然曾付出了不少的努力,这份努力也给他们换来了生存的机会。 


图片来源:原论文 

捕食与被捕食 自然界中,总是发生着捕食者和被捕食者之间的博弈。杉浦真治自己就曾发现,一种名为耶屁步甲(Pheropsophus jessoensis)的甲虫可以将过氧化氢和对苯二酚结合,制造一场“爆炸”,并释放出刺激性的有毒烟雾。这种烟雾不仅可以杀死其他试图攻击的昆虫,甚至还能逼退捕食它们的蟾蜍。即使蟾蜍真的将这些步甲吞进了肚子,它们也会在蟾蜍的胃里“爆炸”,逼蟾蜍将它们吐出来。由于蟾蜍没有人类一样的呕吐反应,因此只能把胃整个翻出来,排出沾满了粘液的甲虫。 在实验中,耶屁步甲在蟾蜍的胃液中存活了平均40分钟,一只“英勇的小甲虫”甚至坚持了107分钟,才被呕了出来——此时这位甲虫“还活着,而且很活跃”。 而另外一些情况下,自然界中甚至会发生捕食者和被捕食者的关系互换。2011年一项发表于PLOS One的研究发现,Epomis属的甲虫的幼虫会以蟾蜍为食。这种幼虫会故意摆动触角和头部,吸引蟾蜍靠近。这就像是海妖的歌声,一旦蟾蜍靠得足够近,它就会跳到蟾蜍身上,用下颚插入蟾蜍的皮肤。 

成年后的Epomis甚至会更凶猛地捕食两栖和爬行动物(图片来源:Gil Wizen/wikipedia)

 研究者怀疑,这种幼虫会分泌消化酶,溶解蟾蜍的组织。接下来,它们就只需要静静吮吸自己的大餐,直到整只蟾蜍虚弱到无法动弹,并最终只剩下一堆骨头和一点皮。这些小甲虫成功扭转了自然界“大鱼吃小鱼”一般的普遍规则,它们成为了少数能够以大于自己体型数十、乃至数百倍的生物为食的捕食者。 这样看来,只是没能吃掉猎物的侧褶蛙就幸运得多——至少它们没有生命危险,而且整个过程也不难受。杉浦真治指出,这只青蛙似乎并没有被小甲虫在其内部的旅程所困扰,“但是,如果我是青蛙,我就不想吃这种甲虫。”