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自然博物馆的失落物种:隐身节蛙的惊人发现

时间:2023-10-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:在过去的某个时候,整瓶青蛙都被认定为一个单一的物种:Arthroleptis adolfifriederici,鉴定的标签被贴在瓶子上。2012年,布莱克本在《两栖爬行动物学杂志》的一篇论文中对这种青蛙进行了命名和描述。他给它取学名为kutogundua,俗名为隐身节蛙。节蛙属是一种分布广泛的蛙类,分布在非洲撒哈拉以南的热带地区,属内大约有50种蛙,因其特有的高音调叫声也被称为尖声蛙。其他节蛙属青蛙包括:弗里敦长指蛙、宁巴山节蛙和洞穴节蛙。

自然博物馆的失落物种:隐身节蛙的惊人发现

几年前,现任佛罗里达自然历史博物馆两栖类和爬行类藏品策展人大卫·布莱克本(David Blackburn)站在哈佛大学的一个大玻璃瓶前。这个玻璃瓶被放在比较动物学博物馆的架子上,位于储存两栖爬行动物藏品压缩柜的顶部。他回忆说,瓶子里有很多青蛙标本,“五六十只大中型青蛙,都是棕色的扭曲着的”。

在过去的某个时候,整瓶青蛙都被认定为一个单一的物种:Arthroleptis adolfifriederici,鉴定的标签被贴在瓶子上。A. adolfifriederici也被称为鲁日森林节蛙(Rugege Forest squeaker frog),是一种小型且相对常见的青蛙,分布于中非和东非的多个国家,于1911年被首次描述。仅凭这些理由,瓶子里的东西就引起了布莱克本的兴趣。他说:“我研究非洲青蛙,碰巧在研究这类物种——节蛙属。”

布莱克本回忆说,随着时间的流逝,这些被储存在酒精中的标本“有点发黄”。他估计,从上次有人仔细地观察罐子里的青蛙以来,至少过去了30年,也许是40年、50年,甚至更久。

布莱克本说:“作为一名研究生我意识到,即使从外面看这个罐子都能看出里面不止一个物种。它们有许多不同之处。”他小心翼翼地把罐子从架子上拿下来,揭开盖子,开始对里面的东西进行分类。他说:“对我来说,只须拿着一个托盘,把它们逐一拿出来,试着把它们分成几堆。”

布莱克本说:“我一件接一件地检查标本。它们的信息只有一个编号。标签上没有写别的东西,只有编号。”当他用长柄镊子把青蛙从罐子里拿出来的时候,有一件标本似乎和其他的都不一样。“我把它拿出来,把它单独放在一边。”他说。

不久罐子就空了。布莱克本面前的托盘上放着几堆青蛙,他把它们分成了几组,这只奇怪的、无法辨认的,编号为16952的青蛙被单独放在一边。2012年,布莱克本在《两栖爬行动物学杂志》(Journal of Herpetology)的一篇论文中对这种青蛙进行了命名和描述。他给它取学名为kutogundua,俗名为隐身节蛙(The Overlooked Squeaker Frog)。这种青蛙等待了80多年才被描述。布莱克本说:“基本上,这是根据单个标本描述的青蛙。”

节蛙属(Arthroleptis)是一种分布广泛的蛙类,分布在非洲撒哈拉以南的热带地区,属内大约有50种蛙,因其特有的高音调叫声也被称为尖声蛙。它们是典型的小型陆生物种,通常只有几厘米长。“据我们所知,”布莱克本说,“这些青蛙都没有蝌蚪,是直接从卵中孵化出来的。”

其他节蛙属青蛙包括:弗里敦长指蛙(the Freetown long-fingered frog,Arthroleptis aureoli)、宁巴山节蛙(the Mount Nimba screeching frog,Arthroleptis nimbaensis)和洞穴节蛙(the cave squeaker,Arthroleptis troglodyte)。在整个非洲大陆,许多节蛙属青蛙都处于极度濒危状态,栖息地被破坏,生存也受到威胁。

一位两栖爬行动物学家在检查一件收藏了长达80年的两栖动物标本时,必须培养出一套关键技能,比如说,鳞翅目学家研究保存完好的蝴蝶时并不需要的推断能力。这个标本看起来不再是它活着时候的样子了。换句话说,布莱克本必须根据局部尝试构想整体,对青蛙来说尤其如此。爬行动物就不一样了。爬行动物系统学家通常观察尺寸上的差异——某个标本上的颜色图案、发现位置和鳞片数量上的明显特征。一种独特的蛇类可能在某个特定的位置有一片额外的或一系列形状不同的鳞片。2015年,伍尔弗汉普顿大学的两栖爬行动物学家马克·奥谢亚(Mark O'shea)将一种在新几内亚的星山发现的、以蚯蚓为食的毒伊蛇属新种命名为Toxicocalamus ernstmayri。该标本是该物种唯一的已知标本,收藏于哈佛大学比较动物学博物馆两栖爬行动物学藏品长达50年了。

奥谢亚说,早期通常甚至没有两栖爬行动物学家到新几内亚或坦桑尼亚等地进行实地考察。在采集标本时,探险队员们的主要关注点放在昆虫、鸟类、哺乳动物和植物上。他说:“两栖爬行动物不过是他们其中某个人,或探险队里的医生,顺便收集的。”探险队随后将两栖爬行动物类标本送回了他们家乡的机构,希望那里有人能对它们进行检查。奥谢亚继续说:“但是,当然,要么因为同样的原因——缺乏专家——而得不到检查,要么因为多年以后收集者已经去世,无法提供更多的数据。即使是理查德·阿奇博尔德(Richard Archbold)在20世纪30年代和50年代在新几内亚7次收集了许多两栖爬行动物标本的探险的队伍里,也没有一个两栖爬行动物学家。”

奥谢亚注意到1969年收藏在哈佛大学书架上一条3英尺长、古铜色的蛇的标本。他用鳞片的大小和比例来鉴定和描述它。标本缩小为个体尺度图:203个腹侧鳞片、29个尾下鳞片、6个上唇鳞片等。由于这个原因,辨认出古老的藏品中未被描述的爬行动物比辨认出青蛙更容易。经过几十年的防腐处理,这些差异依然存在。但随着时间的流逝,没有可以计数鳞片的青蛙标本慢慢变得奇怪而苍白。布莱克本从罐里的这只青蛙身上取下皮肤斑纹,这些皮肤上的斑纹原本明显而耀眼,现在变得柔和而黯淡。青蛙实际的叫声是人们描述它们的一种方法。2014年,研究人员将生活纽约斯塔顿岛的一个新物种命名为大西洋豹蛙(Rana kauffeldi),这种青蛙因其和近亲不同的、独特而突兀的叫声而被人发现。但是,对于隐身节蛙来说,已经没有声音可以分析了。

它的正模标本漆黑一片,就像一块浸湿的树皮,一条长的后腿抬起并在膝盖处弯曲,另一条腿无力地垂下来,就像被冻住了一样。它身体的两侧是粗壮的前腿,头部宽大且呈铲状;腹部有一个小切口,里面的肠子不见了。但它看起来仍然是一只青蛙,一只体形较小、脚趾长而优雅的青蛙。“从很多方面来看,这都是一种不起眼的动物。”布莱克本说,“因为体形原因,它在体形普遍较小的节蛙里面显得很突出,但在蛙类里面它的体形并不算大,就是一只大约4厘米长的小青蛙。”

1930年3月19日,英国两栖爬行动物学家、哈佛比较动物学博物馆两栖类和爬行类策展人亚瑟·罗维里奇(Arthur Loveridge)收集了它的正模标本。罗维里奇是一位勇敢无畏的探险家。第一次世界大战期间,他曾在由居住在英属东非的英国殖民者组成的东非步枪队服役,后来作为一名野外生物学家多次到非洲进行探险,收集标本,在地图上未标明的危险地带一待就是几个月。罗维里奇在坦桑尼亚西南部恩戈齐火山森林环绕的火山坑中发现了这个标本。恩戈齐火山是一座死火山,火山口的崖壁陡峭,像一个坩埚,底部有一座湖。

“从1930年3月18日到20日,我们在火山口狭窄的边缘扎营。”罗维里奇在《关于坦噶尼喀地区西南高地探险科学成果的报告》(Reports on the Scientific Results of an Expedition to the Southwestern Highlands of Tanganyika Territory)中写道。罗维里奇发现这只青蛙时,他对南部高地为期8个月的探险进行到了一半。他于1929年11月初就已到达达累斯萨拉姆。到了1930年3月,正是雨季。雨下个不停,火山上空乌云密布。1930年3月18日,罗维里奇到达恩戈齐火山。“我们下午3点到达火山坑边缘,这里足够平坦,可以扎营,也可以在陡峭火山口边的树木上固定缆绳,吊起帐篷。”

第二天早上,在3名当地助手的陪同下,罗维里奇下到火山坑收集标本。他们冒着雨,爬下“坩埚”陡峭的绿色崖壁,下到浸湿了的地面上。他们在落叶中搜寻,翻动一棵棵圆木。在将近5个小时的时间里,他们只收集了40只青蛙。

“我们收集到了隐身节蛙的一个标本。”罗维里奇写道。他发现这只青蛙时,它正在潮湿的森林地面上跳来跳去。最终,这只青蛙和探险队的其他标本一起被送到了马萨诸塞州剑桥市的哈佛大学,以编号16952标本的身份收藏于比较动物学博物馆的两栖爬行动物藏品。

布莱克本是如何在一个装满类似的、早就为人熟知的青蛙的罐子里发现隐身节蛙的呢?这是发现物种的关键问题。是什么让他发现部分并以某种方式构想出整体?即使是现在,布莱克本也不知道为什么。他无法解释是什么样的直觉让他把这个标本单独拿出来。一堆标本中的一个物种。是什么细节使一只在酒精中存放了80年而变成棕色的不起眼的青蛙和其他动物区分开来?他告诉我:“我觉得是通过形态,我知道它和其他的标本不一样,但我无法向你说清楚。”

也许布莱克本只是对这些藏品中未被发现的秘密保持警觉。在他的职业生涯中,他检查过成千上万只青蛙——无论在机构里还是在野外,从安哥拉、喀麦隆、马拉维、尼日利亚到乌干达的探险。他说,从分类上看,这只青蛙不属于他以前见过的任何一种节蛙。不需要进行大量细致的解剖测量——这些测量方法后来也被写入它的正式描述中——他就知道这个标本是不一样的。他仔细地将标本转换成数据——包括眼睛直径、大腿长度和手指长度在内的一系列测量数据。布莱克本说,它有一个小鼓膜和细长的指头。但这些数据只是以一种更加无可辩驳和经验主义的方式证实了布莱克本的直觉告诉他的——这是新物种。(www.xing528.com)

在当地斯瓦希里语中,kutogundua的意思为“不去发现”。

那些看似不起眼的物种,比如隐身节蛙,可能对环境产生巨大而深远的影响,在灌木丛中悄无踪影的它们甚至可以改变整个生态系统。布莱克本说:“最近在加利福尼亚发现的蝾螈属埃氏剑螈(Ensatina salamanders)的研究就是一个很好的例子。这是一种生活区域环状的物种——基本上生长在一个地理范围内,然后慢慢分化,所以当它越过地理屏障,比如在加州中央山谷,就完全变了个样。”

和隐身节蛙一样,埃氏剑螈体形较小,看起来毫不起眼,一只剑螈大约长2厘米。布莱克本说:“它们在红杉树林中随处可见,都是不起眼的小动物。但最近的一些研究表明,它们实际上对环境中的碳循环非常重要,因为它们数量众多,而且以很多陆生无脊椎动物为食。当它们排泄或死亡时,碳就会返回土壤中。所以,尽管它们看起来很小、很不起眼,但它们对红杉林这样的生态系统真的很重要。”

生活在撒哈拉沙漠以南热带雨林的潮湿落叶层的隐身节蛙在生态环境中可能扮演着和埃氏剑螈一样重要的角色。它可能是一个活的发动机,驱动着生态循环这个巨大的看不见的过程,前提是它仍然存在。近年来,到该地区考察的野外生物学家和保守主义者没有报告说见到过类似的物种。

布莱克本说:“我有很多在东非工作的同事。我四处询问,甚至提到了一些同事的描述,然后对他们说:‘我知道你一直在坦桑尼亚南部工作,你见过这个物种吗?’他们都说没有。”

在过去的几十年里,生物学家观察到,世界上许多青蛙种类的数量迅速减少。布莱克本说:“在喀麦隆山区有一种没被描述过的蛙类。”几年前他的几位同事描述了这个物种。10年前,这一物种广泛分布,在山区随处可见。“你看到这些青蛙时会觉得‘好吧,都这么多了,我们不用费心去捡了’。”

但这种情况很快发生了变化。他说:“在过去它是如此常见,以至于有时甚至因为太常见而没有人收集它,但现在你甚至完全看不到它的踪影。到底发生了什么?”

据估计,世界上几乎有三分之一的蛙类濒临灭绝。导致这种现象的原因很复杂,包括气候变化、栖息地丧失,以及外来物种的入侵。在许多地区,两栖动物种群由于壶菌病——一种由蛙壶菌引起的传染病——而急剧减少。有一些已经完全消失了。亚特兰大动物园的两栖爬行动物学家兼研究主管约瑟夫·门德尔森(Joseph Mendelson)目睹了这些物种数量的减少。他告诉我:“我们已经失去了一大批青蛙,数量还未知。我们永远不会知道,在过去20年左右的时间里,我们在中美洲失去了什么,而那里正是我完成大部分工作的地方。”

在某些地方,曾经常见而多样的两栖动物整个群体几乎已经消失。安第斯山脉特有的斑足蟾属丑角蟾蜍就是一个例子。门德尔森说:“当时有超过225种,但现在我认为只可能找到7~10种,其他的都找不到了。它们已经消失了几十年。几乎可以肯定,由于这种壶菌,它们都灭绝了。”

布莱克本让他世界各地的同事在他们的藏品中搜寻,希望能找到更多隐身节蛙的标本来进行描述,但一无所获。然而,在这篇描述发表一年后,罗汉普顿大学的两栖爬行动物学家西蒙·罗德(Simon Loader)突然发现了另一标本。2013年3月,罗德在柏林参观柏林自然博物馆时,那里的两栖爬行动物藏品管理者弗兰克·蒂拉克(Frank Tillack)让他整理一些从东非收集到的、放在盒子里的标本。

盒子里的青蛙种类还未知。罗德仔细研究了它们。“当我看到这个标本和坦桑尼亚南部这个地点时,我想起在那里并没有发现多少大型节肢动物,”罗德说,“排除了它属于Arthroleptis stenodactylus最常见的物种这个可能性后,我知道这是个有意思的物种,可能是戴夫发现的新物种。”

罗德说对了。蒂拉克寄给我一张标本俯趴着,旁边放着一把尺子的照片。它的皮肤完全没有色素,呈透明的、奇怪的淡黄色,就像一个还没有上过色的塑料玩具青蛙。它由弗里德里希·富尔伯恩(Friedrich Fulleborn)于1899年10月27日收集。由于现存仅有两个已知的标本,这种青蛙的自然发展史仍是个谜。

“关于它的数据太少了,我们无法将它放入生命之树中。”布莱克本说。它孤零零地待着——为人所知,又不完全为人所知。即便如此,布莱克本仍认为有希望在坦桑尼亚崎岖不平的南部高地发现隐身节蛙。也许它还活着——一个数量少并且仍在减少的种群——生活在恩戈齐火山坑陡峭、长满树木的崖壁上。“我希望它还存在于某个地方。”他说。也许隐身节蛙从来没有冒险越过火山口形成的绿“坩埚”。也许,在数百万年的时间,它在那里慢慢成为一个物种,在那里生活,也在那里消失——它的一生都在火山坑度过。它仍然是个谜。

布莱克本说:“这种青蛙来自一个探索相对充分的地区。我们现在只有两个标本。它于1899年和1930年两次被发现。我们现在比那个时候更容易进入这些地区,当然也有生物学家定期造访该地区,但再也没发现它。”

布莱克本停顿了一会儿,然后平静地说:“某种意义上来说,它比霸王龙还稀有。”

10.1924年收集的史密斯隐身壁虎正模标本,现保存于英国自然历史博物馆的达尔文中心。图源:马克·奥谢亚。

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