對(duì)于大多數(shù)青蛙來(lái)說(shuō)，孕育開(kāi)始和結(jié)束時(shí)是將數(shù)百個(gè)卵釋放到相當(dāng)大的水中，然后跳來(lái)跳去或游走。

兩個(gè)奇怪的例外是厄瓜多爾的小魔鬼青蛙和馬達(dá)加斯加的攀爬曼陀羅。兩種有毒青蛙物種的雌性一次只產(chǎn)卵，將每個(gè)卵存入由熱帶雨林植物的杯狀葉子形成的自己的小水池中。然后，母親們要花數(shù)月的時(shí)間不遺余力地給每個(gè)t喂未受精的卵，直到準(zhǔn)備離開(kāi)水產(chǎn)巢。

為什么所有的奉獻(xiàn)精神?由斯坦福大學(xué)生物學(xué)家勞倫·奧康奈爾(Lauren O'Connell)領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)有趣的答案。

在11月21日發(fā)表在《當(dāng)前生物學(xué)》雜志上的一項(xiàng)新研究中，科學(xué)家報(bào)告說(shuō)，青蛙給幼崽喂食的營(yíng)養(yǎng)雞蛋還帶有毒藥，可能是將化學(xué)防御力傳遞給下一代的一種方式。

斯坦福大學(xué)人文與自然科學(xué)學(xué)院生物學(xué)助理教授奧康奈爾說(shuō)：“這種卵的供應(yīng)策略是這些青蛙更快地化學(xué)保護(hù)其后代的一種方式。”

通過(guò)將兩只青蛙的大腦相互之間以及與哺乳動(dòng)物的大腦進(jìn)行比較，研究人員還發(fā)現(xiàn)了一些新的線(xiàn)索，這些線(xiàn)索甚至具有更大的生物學(xué)奧秘：母性本身的神經(jīng)基礎(chǔ)。

一只母小惡魔青蛙。圖片來(lái)源：VincentPrémel

趨同進(jìn)化

盡管它們的繁殖策略趨于一致，但小魔鬼和攀爬曼陀羅卻與兩種青蛙物種差不多。它們各自起源于大約1.4億年前的共同祖先，大約是第一批兩棲動(dòng)物出現(xiàn)的時(shí)間，此后在地球的相反兩端獨(dú)立發(fā)展。

奧康奈爾說(shuō)，這種早期的進(jìn)化分裂，加上其非常像青蛙一樣的護(hù)理策略，使它們成為研究孕產(chǎn)婦保健演變的理想選擇。她補(bǔ)充說(shuō)：“母親的行為在哺乳動(dòng)物中只進(jìn)化了一次。” “我們想知道，是否有不同的方法來(lái)構(gòu)建產(chǎn)婦的大腦?或者它們都使用相同的機(jī)制和分子?這些青蛙使我們能夠研究這些問(wèn)題。”

這些青蛙在產(chǎn)婦護(hù)理方面有價(jià)值的案例研究的另一個(gè)原因是，只有母親參與了rear的飼養(yǎng)。研究的共同作者，研究生Nora Asher Moskowitz說(shuō)：“有些青蛙確實(shí)有雙親照顧，但是其背后的神經(jīng)機(jī)制很復(fù)雜，因?yàn)槟銦o(wú)法真正擺脫與the之間的關(guān)系而避免父母之間的成對(duì)鍵。”奧康奈爾實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生。“這些青蛙使您能夠孤立地研究產(chǎn)婦保健。”

等媽媽

O'Connell小組的成員在厄瓜多爾和馬達(dá)加斯加的熱帶雨林中度過(guò)了數(shù)月，記錄了野蛙在野外哺養(yǎng)t的過(guò)程。這涉及許多清晨在已知的巢穴附近游蕩，等待青蛙進(jìn)行每周一次的覓食。

莫斯科維茨說(shuō)：“最困難的部分是真的非常坐著。很難不劃傷臉或四處走動(dòng)。”

一只小惡魔t。圖片來(lái)源：VincentPrémel

到達(dá)巢穴后，青蛙蛙會(huì)等待它們的t發(fā)出信號(hào)，然后將未受精的卵存入水池。對(duì)于小魔鬼青蛙，這種信號(hào)表現(xiàn)為強(qiáng)烈的蠕動(dòng)。奧康奈爾說(shuō)：“ The在媽媽旁邊做這種非常短但劇烈的振動(dòng)。”

研究人員還收集了母親的腦組織和母親產(chǎn)下的一些未受精卵，還從其巢池中收集了skin皮膚和水的樣本進(jìn)行分析。

母親的大腦

回到實(shí)驗(yàn)室，研究人員在雞蛋和the的皮膚上都發(fā)現(xiàn)了生物堿毒素的痕跡，使他們得出結(jié)論，the主要是從母親提供的卵中獲取毒物的。先前的研究發(fā)現(xiàn)母蛙和the上有毒，但雞蛋本身上沒(méi)有。

研究的第一作者，奧康奈爾實(shí)驗(yàn)室的博士后研究員伊娃·菲舍爾(Eva Fischer)說(shuō)：“我們的發(fā)現(xiàn)與這樣的觀(guān)念是一致的，即母體供應(yīng)是一種將營(yíng)養(yǎng)以及其他多種好食轉(zhuǎn)移給后代的方式。” “我們的哺乳動(dòng)物通過(guò)母乳轉(zhuǎn)移了許多對(duì)免疫功能至關(guān)重要的東西。這些青蛙通過(guò)卵子轉(zhuǎn)移毒素。”

對(duì)收集的青蛙大腦的檢查發(fā)現(xiàn)了其他驚喜。青蛙有兩個(gè)大腦區(qū)域，已知在哺乳哺乳動(dòng)物，鳥(niǎo)類(lèi)和魚(yú)類(lèi)中活躍。

菲舍爾說(shuō)：“在青蛙內(nèi)部以及整個(gè)脊椎動(dòng)物中，似乎都有共享的大腦區(qū)域被用來(lái)構(gòu)建母體大腦。”

但是，當(dāng)科學(xué)家尋找對(duì)催產(chǎn)素有反應(yīng)的神經(jīng)元時(shí)，催產(chǎn)素是一種對(duì)促進(jìn)哺乳動(dòng)物的產(chǎn)婦保健很重要的大腦化學(xué)物質(zhì)或神經(jīng)遞質(zhì)，只有“攀爬曼荼羅”青蛙的試驗(yàn)呈陽(yáng)性。催產(chǎn)素對(duì)于厄瓜多爾青蛙的護(hù)理似乎并不重要。

奧康奈爾說(shuō)：“這項(xiàng)研究告訴我們，有多種方法可以促進(jìn)大腦中孕產(chǎn)婦的行為，因?yàn)檫@些青蛙物種正在使用不同的神經(jīng)元集來(lái)進(jìn)行這種行為。” “他們的行為是相似的，但是在內(nèi)幕之下，神經(jīng)機(jī)制卻非常不同。”