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青蛙 守望稻田“卜丰歉”





    厄瓜多尔毒蛙背着蝌蚪

    漂亮的红背异箭毒蛙

    “明月别枝惊鹊,清风半夜鸣蝉。稻花香里说丰年,听取蛙声一片。”夏日雨后群蛙在稻田中齐声喧嚷,热闹得就像田里开了锅。经过科学家对青蛙的研究,青蛙的繁盛与否和生态环境的好坏确实息息相关。

    1.稻田是青蛙理想生存地

    自古以来,我国劳动人民就有“立夏听蛙,以卜丰歉”的风俗,诗人辛弃疾的诗里曾描绘了通过群蛙的叫声预知未来的收成。确实,青蛙和稻米丰收息息相关。

    自从有了水稻的人工栽培,稻田就成了青蛙生存繁殖的理想场所,春天,农民耕翻稻田,放水平整水田,以备下种或插秧。整好的水田,是青蛙最好的交配产卵之地,蝌蚪得以顺利成长而较少天敌。随着稻株一天天长大,吸引许多昆虫来吃稻叶,对于青蛙来说,这些昆虫正是它们可口的食物。而青蛙捕食这些昆虫,又保护了水稻的正常生长,直至结谷成熟。最终,青蛙和水稻在稻田这个特定的环境中共生互利。

    青蛙是无尾目两栖纲的动物,最原始的青蛙在三叠纪早期开始进化,最早有跳跃动作的青蛙出现在侏罗纪。因为青蛙是以昆虫和其它无脊椎动物为主食,因此必须栖息于水边。成体基本无尾,卵一般产于水中,孵化成蝌蚪,用鳃呼吸,经过变态,成体主要用肺呼吸,但多数青蛙的皮肤也有呼吸功能。

    无尾目是生物从水中走上陆地的第一步,比其它两栖纲生物要先进,虽然多数已经可以离开水生活,但繁殖仍然离不开水,卵需要在水中经过变态才能成长。因此不如爬行纲动物先进,爬行纲动物可以完全离开水生活。

    而稻田这种人造湿地小环境,对于需要在水陆两地经常“走动”的无尾目青蛙来说,实在是太理想了。

    青蛙还是捕虫能手,可以说是农民的好帮手,是庄稼的保护神。青蛙不光吃蚊子、苍蝇,还大量捕食田间蛾子、稻飞虱、棉红铃虫等农业害虫,每只青蛙一昼夜大约要吃70只害虫,守护着稻田。

    2.“蛙鸣知雨水”和动物崇拜

    青蛙喜欢在雨后“歌唱”,因为青蛙需要在雨水充沛的浅水中进行交配产卵,皮肤对空气的湿度很敏感,雨水越勤,青蛙叫得越欢。俗语说:“天雷动,蛙声鸣。”寓意灵动的蛙能带来风调雨顺、五谷丰收。

    据江西《上饶县志》记载:“三月三日听蛙声,午前鸣,高田熟;午后鸣,低田熟。”青蛙提早在午前鸣,是因空气湿度高了,可能意味着即将降雨。午后鸣则不一定意味着降雨,因为每逢临近傍晚,不管是否下雨,青蛙都要因求偶而鸣。这在明朝李时珍所著《本草纲目》中也有提及:“农民占其声之早晚、大小,以卜丰歉。”

    农民感受到了青蛙感知雨水的能力,开始相信青蛙是主雨水、通天的神物,慢慢演变出了青蛙求雨的仪式。古代文献中有不少此类的记载。如《春秋繁露》记载:“春旱求雨,取五虾蟆”。在中国的考古中曾发现很多青蛙文物,如黄河流域仰韶文化和马家窑文化中有不少蛙形彩陶纹饰,北京平谷刘家河遗址出土了商代蛙龟铜泡,广西恭城发现有青铜时代的蛙蛇纹青铜尊,越人铜鼓中的青蛙就更多了。这里面有些可能是动物崇拜,有些可能与图腾信仰有关,但是无论出于什么原因,都与求雨和祈盼农业丰收相联系。

    青蛙还是人类最为古老的动物崇拜之一。早在农耕文明之前的森林文明时期,人类由于生育能力及婴儿成活率低,祈盼能像青蛙一样产子多多、生生不息。内蒙古的阴山岩画、广西花山岩画都有“蛙形人”图案,北美、阿尔及利亚以及澳大利亚等地也有大量的“蛙形人”岩画。

    在我国西南地区,原住民广泛崇拜青蛙,壮族至今还保留着过“青蛙节”的习俗。每逢正月末、二月初,居住在广西西北部红水河上游一带的壮族群众就欢度“青蛙节”。他们先进行埋青蛙的祭祀活动,接着唱青蛙歌、跳青蛙舞。舞者头戴各种鬼神、兽犬面具,半裸身子,面部、胳膊、大腿用蓝、黑、白三色颜料画出道道痕印,舞姿古朴、豪放。节日期间观者如云,站满高地山坡。当舞者舞至精彩处,观者纷纷应和,从早到晚,通宵达旦。

    3.正在遭遇物种灭绝危机

    然而现如今,别说城市,就是在农村的田间地头也很少听见大片青蛙的叫声,只能偶尔听到一两只青蛙孤独地歌唱。关于青蛙在全世界范围内迅速减少的研究一直没有中断,科学家认为原因比较复杂,主要是环境污染造成的,当然还包括气候变化、外来物种的入侵,人类工业化扩张造成青蛙栖息环境缩小等原因,现在很少能在森林和沼泽中见到青蛙了。

    青蛙正在遭遇的生存危机,被称作“自恐龙灭绝时代之后最大的物种灭绝危机”。早在上世纪70年代末,人们首先发现一些两栖动物神秘灭绝。从那以后,两栖动物中已经有大约100个物种无缘无故地消失了。一些科学家提出,可能是某种真菌疾病随着气候变化和人类活动传播开来,毁灭了这些物种。科学家发现,两栖动物神秘灭绝的威胁来自一种名为壶菌的真菌。这种后端生着一根尾形鞭毛的真菌,能附着于两栖动物身体的下部和腿部的皮肤,导致两栖动物窒息死亡。

    气候变化、新疾病流行时,两栖动物是最先受到影响的。在我国,因壶菌导致两栖动物大面积死亡的具体案例尚未被发现。尽管如此,壶菌仍然引起了科学家们的高度关注。目前,已知的疾病载体——美国牛蛙已经进入我国,威胁着我国本地两栖动物的生态安全。

    最近的研究发现,一种农用真菌抑制剂的化合物三苯基锡,其含量即使低于田间浓度,也可能导致青蛙发生畸变甚至死亡。三苯基锡主要用来对付甜菜和马铃薯体内的疾病,有时也用于洋葱、水稻等多种农作物。这不可避免地污染了水生生态环境,有的是直接污染水稻田,有的通过地表径流污染江河沟渠。

    该种杀菌剂降解速度很慢,导致它在水中富集,从而对水生生物造成极大的毒害,特别是会损伤蝌蚪的中枢神经系统,致其发育滞缓,难于逃脱捕食者的攻击,从而导致一些地区青蛙数量急剧减少,乃至种群灭绝。另外,一些杀虫剂分解的污染物,也有可能严重破坏青蛙的生殖能力,这类杀虫剂分解的激素使一些雌性蛙雄性化,同时也会使另外一些种类的雄性蛙雌性化,最终导致它们不能生育。这些不易分解的激素分子,沉积在池塘湖泊底部的污泥中,容易被在底部生活的蝌蚪幼体吞入腹中,而且随着水体流动,造成全球威胁。

    除了农田用的各种杀菌剂,酸雨也是导致两栖动物数量下降的罪魁祸首之一。事实上,几乎所有两栖动物的卵和幼体在酸碱度低于4.5的水中均不能生存,然而酸雨的酸碱度一般都在3.5,酸雨直接使水塘、溪流正常的酸碱度下降到足以致死青蛙的水平,这使得酸雨较多的一些区域,青蛙发生种群灭绝。

    然而,对于更大区域甚至全球范围内青蛙数量下降负有不可推卸责任的也许是臭氧的减少。地球臭氧层变薄,紫外线辐射量上升,直接致使青蛙的卵无法孵化为幼体。青蛙是水陆两栖动物,它们一般被视为环境卫生的“晴雨表”或“指示器”。青蛙在发育时,其胚胎直接浸泡于水中,容易受到致畸物的影响。环保学家认为能致青蛙畸形的因素,也有可能使人类发生畸变。

    仿生科学

    电子蛙眼定位目标

    青蛙是近视眼,只有运动着的物体才能在它的眼中留下形象,所以青蛙擅长捕捉蚊子、苍蝇、稻虱等小飞虫。仿生学家洛克根据蛙眼的原理和结构,发明了电子蛙眼。

    为了弄清楚为什么青蛙一定要等飞蛾起飞才发动攻击,仿生学家对青蛙进行了特殊的实验研究。原来,蛙眼视网膜的神经细胞分成五类,一类只对颜色起反应,另外四类只对运动目标的某个特征起反应,并能把分解出的特征信号输送到大脑视觉中枢——视顶盖。视顶盖上有四层神经细胞,第一层对运动目标的反差起反应;第二层能把目标的凸边抽取出来;第三层只看见目标的四周边缘;第四层则只管目标前缘的明暗变化。

    这四层特征就好像在四张透明纸上画图,叠在一起,就是一个完整的图像。因此,在迅速飞动的各种形状的小动物里,青蛙可立即识别出它最喜欢吃的苍蝇和飞蛾,而对其他飞动着的东西和静止不动景物都毫无反应。

    在现代战争中,敌方可能发射导弹来攻击我方目标,这时我方可以发射反导弹截击对方的导弹,但敌方为了迷惑我方,有可能发射信号来扰乱我方雷达。在战场上,敌人的飞机、坦克、舰艇发射的真假导弹都处于快速运动之中,要克敌制胜,必须及时把真假导弹区别开来。将电子蛙眼和雷达相配合,就可以像青蛙一样,看运动的东西很敏锐,对静止的东西却视而不见,迅速地跟踪飞行中的真目标。

    人间绝唱

    巴拿马树蛙灭绝

    2016年10月,世界上最后一只莱伯氏非凡雨蛙,俗称巴拿马树蛙,在亚特兰大植物园中死去,它的离世也是物种灭绝危机的一个象征。

    这只巴拿马树蛙被取名“硬汉”,是2005年在由亚特兰大植物园和亚特兰大动物园共同组织的一次树蛙营救任务中被发现的。当致命的蛙壶菌入侵到巴拿马中部时,巴拿马树蛙是许多蛙类科学家争相去寻找的蛙种之一。被收养在亚特兰大植物园后,这只树蛙一直非常寂静,直到2014年管理员听到了这只世界仅存的莱伯氏非凡雨蛙的叫声,并用手机录了下来。随后它的照片被投影到了圣彼得大教堂上,而且还放出了它的叫声,以便让全世界都能看到和听到它。但无论怎么保护,这只仅存的巴拿马树蛙还是遗憾地离开了。

    妙趣横生

    青蛙能分辨宝宝吗?

    在小学课本上,我们都学过《小蝌蚪找妈妈》,因为长得不像,小蝌蚪找不到自己的妈妈,但它最后知道,青蛙就是自己的妈妈。小蝌蚪年幼“没见识”,那么,青蛙爸妈能认出自己的宝宝吗?

    大部分青蛙是无法识别哪些是自己的宝宝的,不过有一些蛙可以做到,像非洲牛蛙,雄性会在一定程度上照顾后代。虽然不是每只蝌蚪都能“叫出名字”,但意识到这一群蝌蚪是自己的孩子还是没问题的。

    还有些蛙亲自“带娃”,自己的宝宝肯定是认得出的。如箭毒蛙有特殊的育幼行为,雌雄的交配常发生在栖生于倒木上的凤梨科植物附近,因为这些植物轮生的叶片可以构造出一个小“池塘”,为蛙卵提供发育场所。交配后雌蛙将卵产在积水处,卵一旦发育成蝌蚪,雌蛙便将蝌蚪从地面分别背到树上不同的有适量积水的凤梨科植物的“池塘”中。

    因为蝌蚪是肉食性的,难免会自相残杀,并吃下未受精的卵,所以要尽快将蝌蚪们分开。因为有亲代的照顾,箭毒娃的蝌蚪成活率很高,所以生的也少,一次就生一枚或者几枚卵,这样的宝宝哪能认不出呢?

    神奇动物

    青蛙有毒吗?

    很多青蛙的表面都有轻度毒性的蟾毒素,使它们并不受猎食者的欢迎。而大部分蟾蜍则有较大的制毒腺体,称作腮腺,主要位于两侧眼后的位置或身体的其他部位。这些腺体能分泌不同的毒素或黏液,使它们的皮肤变得滑溜而且并不可口。如果能产生即时的不快感觉,捕猎者多会终止捕猎行动。如果需时甚久才有效果,也可减少捕猎者于下一次再度捕猎的机会。

    带有剧毒的青蛙多会披上鲜艳的外衣,以标示它们并不适合作为食物,这种策略称作警戒作用。它们身上的颜色多为鲜艳的红色、橙色或黄色配以黑色。一些物种的警告色长在腹部,如铃蟾属的物种。因此它们在遇到攻击时反而会将腹部朝上,并分泌毒液以赶退敌人。

    有一些物种本身没有毒性,如红背异箭毒蛙,会模拟在其地域中有毒的物种的肤色以吓退猎食者。如无毒的网纹箭毒蛙有着鲜艳的颜色,假装成其有毒的同类。而类似的草莓箭毒蛙鲜艳的警戒色则表明它的皮肤上有毒素。

    第一眼看青蛙时可能会认为它们缺乏防御能力,其细小的身体、缓慢的动作,缺乏尖刺、利爪及牙齿的外形往往令人疏于防范。事实上,它们有丰富的防卫机制去自我保护。不少都有良好的伪装能力,其与附近环境十分接近的肤色,令一动不动的它们易于隐藏于环境之中。遇到危险时,其惊人的弹跳力令它们迅速跳到水中,以避开猎食者的追捕。

    大千世界

    紫蛙1.3亿年没变样

    在西印度生活着一种堪称活化石的动物——紫蛙,它们已经在地球上存活了1.3亿年之久,历经数百万年的进化,紫蛙几乎没有任何变化,直到2003年才被人发现。紫蛙之所以迟迟没被人发现,是因为它们生活于地下,只会在雨季时现身两周,因此被人戏称为“隐身青蛙”。

    紫蛙呈亮紫色,看起来像一个饱满的李子,肥胖的身躯完全看不到腰的存在。紫蛙最显著特征是其尖尖的口鼻部,仅存于塞舌尔群岛。

    本版供图  

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