青蛙的眼睛很大。尽管这对于普通观察者来说显而易见，但科学家需要实际数据来证实这个看似显而易见的事实——而这些数据以前并不存在。与哺乳动物、鸟类或鱼类不同，我们对影响它们进化的因素知之甚少。
上周，情况发生了改变。伦敦自然历史博物馆的研究团队首次发现，青蛙所处的环境在很大程度上影响着它们的眼睛大小。此外，这个来自伦敦自然历史博物馆的生物学家团队发现，青蛙是所有脊椎动物中，相对于身体尺寸而言，眼睛最大的。
“在更广泛的脊椎动物的背景下观察青蛙，并意识到它们实际上拥有巨大的眼睛，这令人兴奋，也确实值得进一步研究它们用这些巨大的眼睛做什么，”博物馆的生物学家、这项新研究的首席作者 Katie Thomas 说。
这项发表在《英国皇家学会会报 B》杂志上的研究填补了科学界对两栖动物视觉系统理解的空白，巴西圣保罗大学的阿根廷生物学家 Carola Yovanovich（她没有参与这项研究）说。“这类研究非常必要，我很高兴它被完成了，”她说。
Yovanovich 解释说，我们目前对眼睛解剖学的所有了解，都来自于 20 世纪中期在青蛙身上进行的研究。它们是研究视觉的理想物种：它们的眼睛有巨大的感光细胞，这使得它们更容易操作和测量。而且由于青蛙不能自行调节体温，它们提取的视网膜可以在冰冷的实验室里继续工作数小时，这模拟了两栖动物冰冷的身体。
“但所有这些知识都是基于在美国和欧洲的几个物种研究建立起来的。你知道，这些是科学家走出实验室后在大学花园里找到的青蛙，”Yovanovich 解释说。“我们对这几个物种了解很多，但对它们巨大的多样性却一无所知。”
事实上，青蛙拥有 7100 个物种，是地球上最多样化的动物群体之一。它们分布在五大洲中的四个（除南极洲外），生活在从最深、最浑浊的水域到最高的树梢等各种生态系统中。
为了涵盖所有这些多样性，Thomas 的团队测量了 220 个物种的眼部大小。为此，她的团队翻遍了博物馆收藏的来自三个大陆的数百只浸泡在福尔马林中的青蛙，搜寻答案。“我打开了 640 瓶死去的浸泡在福尔马林中的青蛙，测量了它们的眼睛、角膜和身体，”她说。其中包括伦敦自然历史博物馆、美国北卡罗来纳州自然科学博物馆和印度孟买自然历史学会的收藏品。她强调，没有这些保存完好的收藏品，如此大规模的研究是不可行的。
她看到了整个光谱：有着“大而醒目、令人惊叹、美丽的眼睛”的青蛙，以及那些“非常奇怪，身体巨大，眼睛却非常小”的青蛙。为了确保在瓶子里存放多年没有影响眼睛的大小，该团队还从 50 个不同物种、跨越 17 个科的 67 只活体青蛙中进行了采样，与保存的青蛙进行比较。他们没有发现浸泡标本与其活着的、会呼吸的亲戚之间有任何差异。除了眼睛和身体大小，该团队还记录了青蛙的栖息地、它们是昼行性还是夜行性，以及它们繁殖行为的某些方面。
然后，他们应用一种算法来寻找数据中的模式。出乎意料的是：眼睛最小的青蛙主要生活在地下和水中。该团队认为，眼睛的大小与这些环境中光线的可用性有关。“如果你在地下觅食和进食，你可能不太依赖视觉，”Thomas 说。此外，脑袋两侧突出的巨大眼睛会增加受伤的风险，被岩石等东西刮伤。对于生活在水中的青蛙来说，小眼睛可能与它们生活在浑浊的水中有关系。即使它们有大眼睛，也看不到多少东西。从进化的角度来看，“长出这些大眼睛可能不值得。”
这项研究留下了一个未解答的问题，即动物活动的时间对眼球大小的影响（该团队尝试了，但未能找到任何模式）。Yovanovich 认为，关于青蛙行为的详细信息不足可能影响了最终结果。“你可以轻松地发现一只犀牛或一只秃鹫，然后说‘啊，看，它现在在吃东西，它表现得像这样。’但你经过一只青蛙，你甚至没有注意到它，”她解释说。它们体型小，通常很安静，很容易被忽略。此外，一些物种的许多信息是在它们繁殖最旺盛的时候（它们因为持续歌唱而更容易被找到）收集的，这可能会改变模型。
Thomas 说，归根结底，这只是了解青蛙多样性的第一步。我们仍然不知道它们的栖息地中哪个具体方面促使大多数青蛙的眼部尺寸增加。Thomas 和她的同事仍然想知道哪些基因影响了这些差异，夜间色彩视觉是如何以及何时演变的（青蛙是唯一能夜间看到颜色的脊椎动物），以及它们在从蝌蚪发育过程中如何改变它们的视觉系统。
Thomas 说：“目前，我们只知道它们的眼睛很大。我们不知道具体原因，这是我们非常期待继续深入研究的。”
