

绿金铃蛙曾经在澳大利亚悉尼非常普遍,当地居民甚至会在邮箱和马桶里发现它们的身影。悉尼麦考瑞大学的生物学家安东尼·沃德尔(Anthony Waddle)说:“它们无处不在。” 然而,在 20 世纪 60 年代,它们的数量开始下滑。最近,更是急剧下降。过去 15 年的调查显示,该物种在其分布范围的 90% 已经消失。它们目前被列为新南威尔士州的濒危物种,数量仍在持续下降。在全球范围内,绿金铃蛙被国际自然保护联盟红色名录列为“近危”。
导致铃蛙数量减少的因素有很多:入侵鱼类引入、栖息地丧失、猫和水污染是一些例子。其中一个最大且难以控制的威胁是壶菌病(简称壶菌病),一种由圆臀盘菌(Bd)引起的真菌疾病。壶菌最早于 1993 年在澳大利亚昆士兰州被科学家发现——尽管该疾病在该国至少自 1978 年就已存在。自首次发现以来,该疾病已传播到除南极洲以外的所有大陆,感染了 500 多种两栖动物,并导致至少 90 个物种灭绝。它是“最致命的”野生动物病原体。
在如此严重的破坏中,鲜有令人振奋的发现。但一个看似简单的解决方案可能有助于解决某些物种数量急剧下降的问题。根据沃德尔领导并于 6 月 26 日发表在《自然》杂志上的一项研究,低科技的青蛙“桑拿”可以帮助感染的绿金铃蛙从壶菌病中恢复,并对后续的Bd暴露产生免疫力。
沃德尔告诉《大众科学》:“这项研究的重点是寻找一种在野外能够有效管理这种非常棘手的疾病的实用方法。”他解释说,Bd 是一种喜冷真菌,在 82 华氏度(约 27.8 摄氏度)左右停止生长,并在 86 华氏度(约 30 摄氏度)死亡。能够耐受高温的两栖动物,在足够长的时间内保持温暖,可以清除壶菌感染。在澳大利亚和其他季节变化明显的地区,冬季通常是与壶菌病相关的损失最严重的时期。
十多年来,生物学家们观察到,一些能够接触到栖息地内温暖避难所的蛙类种群,在抵抗壶菌病方面表现更好。一项 2011 年的研究指出,瀑布林间空地上被阳光加热的巨石,可能使极度濒危的物种得以生存。这项新研究发现了令人鼓舞的证据,表明用砖块和塑料篷布建造的人工“热点庇护所”可以起到同样的作用。
“这是一个非常简单但也非常巧妙的实验,”佛罗里达大学研究两栖动物的疾病生态学家兼进化生物学家安娜·隆戈(Ana Longo)说,她并未参与这项新研究。“这个实验的美妙之处在于,它可以被[广泛部署],”她说。“许多物种可能从中受益。它非常便宜且易于操作。野生动物管理者和保护机构可以轻松实施。”隆戈补充道。
建造有效两栖动物桑拿的第一步是确定绿金铃蛙偏好的温度。沃德尔和他的同事使用一块一侧加热一侧冷却的金属排水沟,确定该物种平均似乎倾向于舒适的 84 华氏度(约 28.9 摄氏度)——如果能有机会,这对于抵御壶菌病来说非常理想。
然后,研究人员需要确认在偏好温度下晒太阳确实有助于感染的青蛙。他们发现,在能够接触热梯度栖息地并可以选择停留地点的青蛙中,感染壶菌病的青蛙在几天内就有效地康复了。他们通过拭子擦拭青蛙皮肤并检测真菌 DNA 来测量感染强度。在被转移到热梯度栖息地六天后,接受测试的 20 只青蛙的平均感染强度为零。
科学家们进一步测试了从一次壶菌病感染中恢复是否能帮助青蛙在后续的暴露中存活。在一项涉及 55 只青蛙的实验中,他们发现,先前康复的亚群在第二次感染中的存活率大约是在未接触过的对照组的 23 倍。
最后,沃德尔和同事们将他们的实验移至室外,在 12 个不同的半自然隔离培养箱中进行。这些隔离培养箱由网围成,内有带砾石的池塘、人造植被和各种庇护所。在每个隔离培养箱中,他们放置了一个用小型塑料温室围起来的砖堆。每个隔离培养箱饲养 19 或 20 只暴露于壶菌病的青蛙。他们比较了有遮荫温室和完全暴露在阳光下的温室,发现在无遮荫、温度更高的庇护所的隔离培养箱中,在长达 15 周的实验期间,青蛙的感染强度显著降低。
两个温室处理之间的温差不到 10 华氏度(约 5.6 摄氏度)。遮荫温室仍然是温暖的。但沃德尔说,两组之间的感染差异在不同时期,对于能够接触到稍微凉爽结构的青蛙来说,情况要糟糕 100 倍。在这两种设置中,先前感染过壶菌病并已康复的青蛙在新的感染中表现更好。“作为科学家,我们总是认为‘这行不通’,”沃德尔说——因此,看到结果如此清晰,他感到惊讶和兴奋。
其他研究曾提出过诸如清除树木以阳光照射池塘,甚至主动加热水以减轻壶菌病影响等干预措施。然而,该研究的作者之一、阿肯色大学野生动物疾病生态学家埃琳·索尔(Erin Sauer)表示:“这是第一项提出一种易于实施且微创的方法,为两栖动物提供人工热量避难所,帮助它们对抗壶菌感染。” 与清除植被或在池塘中放置加热器相比,基本的砖块和篷布温室更便宜,而且不太可能对与青蛙共享生态系统的其他生物产生严重的负面影响。
现在,致力于拯救绿金铃蛙的保护主义者手中多了一个有证据支持的新工具。沃德尔希望鼓励悉尼居民在自家后院建造这些结构(制作成本约为 50 美元),作为一项公民科学项目。在他的后续实验中,他和同事们已经在悉尼奥林匹克公园的 Brickpit(该两栖动物为数不多的几个剩余栖息地之一)周围放置了 50 个温室。在接下来的两年里,他们将监测该地点,以观察那里日渐减少的青蛙数量是否会回升,是否有其他物种会利用这些结构,以及/或这些庇护所是否会引起问题。例如,他们不希望“制造一个蛇的自助餐,”沃德尔说。在这些结果出来后,他希望将这一概念应用于具有相似热生物学特性的其他两栖动物。
然而,青蛙桑拿的作用是有限的。在明显更冷的地方,温室可能不够温暖而无法产生影响。而且到目前为止,该概念仅在一种物种上进行了测试。两栖动物在温度偏好和耐受性方面差异很大。像加州的内华达山脉黄腿蛙(因壶菌病而遭受重创)这样适应寒冷地区或高山环境的青蛙,不太可能从“热箱”中受益。隆戈指出,完全水生的蝾螈也无法通过这种方式进行治疗。索尔过去的一些研究甚至表明,对于某些物种来说,较高的温度会加剧壶菌感染。“将这种方法推广到所有其他受‘癌症’影响的物种,将是非常不负责任的,”沃德尔说。
但对于绿金铃蛙,以及很可能其他的物种来说,砖块和塑料覆盖物在充满威胁的海洋中可能是一大福音。“需要这种大胆的想法,”隆戈说,才能有所作为。她表示,许多科学家看到一个感染并数量下降的种群,可能就放弃了。这项研究提供了一种替代方案——一种积极的应对措施,通过这种措施,我们“可能能够保证一个物种的生存”。