科學家揭開蟾蜍發黃的祕密

為了一探究竟，維也納美泉宮動物園（Schönbrunn Zoo）用3D列印分別製作了褐色和黃色的蟾蜍模型，然後將這些「間諜」放在「真黑眶蟾蜍」的交配現場。結果發現，雄黑眶蟾蜍對黃色模型幾乎視若無睹，卻頻頻試著與褐色模型交配；甚至就在研究人員進一步調整了模型的重量、尺寸與色彩飽和度，也絲毫不影響雄黑眶蟾蜍的偏好──因為「褐色」正是牠們心中預期雌黑眶蟾蜍會有的顏色。

十幾隻金燦燦的雄性黑眶蟾蜍群聚在印度卡納塔克邦的池塘中，正值爆發型生殖的高峰。SUSANNE STÜCKLER

科學家認為，這個實驗強烈暗示著黑眶蟾蜍有一套天然的「色彩編碼」來避免錯認交配對象。在其他物種中，雄性通常以鮮豔的色彩吸引雌性青睞；但黑眶蟾蜍反其道而行，用跟交通號誌一樣鮮明的黃色，讓其他雄性「知男而退」。

「對爆發型生殖的物種來說，配錯對是家常便飯。」主導這次研究的美泉宮動物園研究員蘇珊娜．史圖克勒（Susanne Stückler）表示。正因為繁殖期是如此短暫，黑眶蟾蜍在尋找配偶時可謂分秒必爭；加上雌性的數量稀少，競爭之激烈可想而知。

史圖克勒表示，情急之下雄黑眶蟾蜍可能「飢不擇食」──不僅對其他雄性出手，連與自己不同物種的蟾蜍、魚類，甚至是無生命的物體都不放過。「這些情況凸顯出在一個緊張、高壓的環境中，要正確辨識出交配對象有多難了。」史圖克勒說到：「而『顏色』似乎是演化找到的解方。」

並未參與此次研究的加州科學院（California Academy of Sciences）兩爬動物學研究員雷娜．貝爾（Rayna Bell）指出，這類研究可能讓科學家重新思考「顏色」在動物界中的演化狀況。

攝於印度卡納塔克邦的兩隻黑眶蟾蜍。標記A的是黃色雄性，標記B的是褐色雌性。SUSANNE STÜCKLER

「這不是第一個揭露蛙類用色彩溝通的研究，但真正令人興奮的是，它可能顛覆我們對色彩訊號的詮釋──即便是那些我們自認瞭若指掌的動物類群，包括鳥類或蝴蝶之類的旗艦物種。」貝爾說：「藉由關注那些較少被研究的動物，或許能帶來全新視角，讓我們能全全重新思考生物的訊號傳遞機制。」

有別於章魚或變色龍這些能在幾秒之間切換顏色的生物，雄黑眶蟾蜍需要花上大約10分鐘才能變成黃色。原因在於，牠們並不是透過神經直接控制表皮細胞，而是藉由荷爾蒙來影響。這身黃色維持的時間可以長達兩天，之後才會褪回褐色。

具體來說，荷爾蒙是怎麼改變了黑眶蟾蜍的顏色？秘密就藏在黑眶蟾蜍的皮膚深處，在這裡有一層特化的「色素細胞」。有些色素細胞含有深色色素，有些則帶有黃色與紅色色素，還有第三種色素細胞能夠像微型鏡面般反射光線。這些色素細胞會受到腎上腺素一類的壓力荷爾蒙影響，重新排列色素分布、調整反射鏡面的角度，最終完成變色。

乍看之下，雄黑眶蟾蜍藉由顏色變化達成了大自然中罕見的「合作」案例，其實雄性之間的競爭依然相當劇烈。

「這些雄黑眶蟾蜍又打又踢，想盡辦法拆散、趕走配對成功的同類。」史圖克勒說：「有時候，好幾隻雄黑眶蟾蜍會同時糾纏一隻雌黑眶蟾蜍，僵持之下就會形成『交配球』（mating ball），甚至可能導致雌性溺斃。」

氣候變遷可能讓這場已經白熱化的繁殖競賽雪上加霜。雖然季風季綿延數月，但一如許多兩生動物，黑眶蟾蜍只選在季風初臨的短短一、兩天內繁殖。為什麼要這麼趕？因為幼體必須在冬季來臨前盡可能孵化、發育，才有最高生存機會。當雨水降臨、匯聚成窪，黑眶蟾蜍就得火速交配，才能讓蝌蚪在水窪乾涸之前，長大成幼蛙。

然而，劇變的氣候正擾亂季風吹拂的時節與強度，打亂了許多物種本就已經很緊繃的生存時機。如果雨季過短，那麼黑眶蟾蜍所產下的卵很快就會迎來遙遙晴日，印度斯里什蒂曼尼帕爾藝術、設計與技術學院的兩生動物專家暨本研究共同作者K. V. 古魯拉賈（K. V. Gururaja）點明：「屆時所有卵粒都會乾涸，未來數年的族群數量將大幅衰退。」像黑眶蟾蜍這類爆發型生殖物種存續的關鍵，就在能不能適應季風詭譎多變的新節奏了。

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