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成年雌性(左)和鸣叫中的雄性伯迈斯特树蛙。

近日，巴西的科学家发现，某些两栖动物释放的强烈气味是由细菌产生的，其目的之一是吸引配偶。这是一个典型的共生关系，因为这些细菌有助于动物完成交配。《美国国家科学院院刊》上发表的这一篇论文，详述了从蛙类皮肤中分离出的微生物的这种作用。

本文作者之一、巴西圣保罗大学教授Célio Haddad说：“蛙类会发出一种刺鼻的气味。有时我们可以通过特定的气味来识别物种，但目前为止，这种气味的功能还不为人所知。这通常被认为是一种警戒气味，用以击退捕食者的化学警示信号，就如同哺乳动物中的臭鼬一样”。

他认为这个假设是可信的，因为很多两栖动物，尤其是有毒物种的色彩十分鲜艳，这是一种视觉警告，用来吓唬捕食者。而气味在无尾两栖类(蛙类和蟾蜍)中可能也起着类似的作用。

Haddad说：“这项研究的重要性和独创性在于，它首次证实蛙类所释放的气味具有显著的性别差异，且研究结果表明这种气味有助于雄蛙和雌蛙在交配过程中的相互识别。”

“你经常能看到不同种类的蛙聚集在同一个湖泊或沼泽。在这样的地方，平均每30只雄蛙争夺1只雌蛙。论文的第一作者Andrés Eduardo Brunetti说：“现在的问题是，当不同种的雄蛙同时鸣叫时，雌蛙如何识别同物种的雄蛙。众所周知，雄蛙通过鸣叫吸引雌蛙，每个物种都有自己独特的鸣声。我们的研究结果表明，气味似乎也起到了类似的作用，它是一种嗅觉信号，使雌性能够识别同类中的雄性。”

此外，Brunetti在探究不同蛙类皮肤释放的挥发性物质的化学成分时，还发现这些气味具有性别差异。为了验证这些气味是否作为化学警告信号以击退捕食者，他在圣保罗州和里约热内卢州的几个地点进行了野外调查，收集了伯迈斯特树蛙(Boana prasina)的样本。

“由于在野外很难找到雌蛙，我们起初只收集了雄蛙的样本。当我们注意到它们的气味存在性别差异时，我再次到野外采集了雌蛙。我在布宜诺斯艾利斯的阿根廷自然科学博物馆做博士论文时，研究了另外两种蛙类的挥发性物质，发现它们的分泌物是由35至42种化合物混合而成的9种不同的化学物质。随后我们意识到，其中某些化合物具有细菌产生的化合物的特定特征。”

Brunetti和他的同事利用气相色谱和质谱分析了伯迈斯特树蛙皮肤分泌的挥发性成分的多样性，结果显示分泌物包含60-80种化合物，包括醇、醛、烯烃、醚、酮、甲氧基吡嗪、萜烯和硫醚。这些化合物的种类在雄蛙和雌蛙身上完全相同，但研究人员惊讶地发现，甲氧基吡嗪、萜烯和硫醚的浓度存在显著的性别差异，而甲氧基吡嗪和硫醚通常是由微生物产生的。

随后，他们分离、培养并鉴定了与皮肤有关的细菌，并分析了它们的挥发性物质，以明确微生物是否是伯迈斯特树蛙身上这些化合物的来源。他们检测出至少128种不同成分，对每个成分的分析表明，同时存在于雄蛙和雌蛙的4种甲氧基吡嗪是由假单胞菌属的一种细菌产生的。Brunetti发现，雌蛙的甲氧基吡嗪总量远高于雄蛙，但其中2种甲氧基吡嗪在雌蛙身上具有较高水平，另外两种在雄蛙身上更多。

Brunetti说：“关于假单胞菌有趣的一点是，这些细菌寄生在雄蛙和雌蛙皮肤上，代谢相同的挥发性物质，但其浓度却根据宿主的性别而有所不同。这种差异表明，存在一种复杂的代谢互作机制在雄蛙和雌蛙皮肤上创建出不同的环境，有利于合成与性别相关的特定的甲氧基吡嗪。伯迈斯特树蛙和细菌之间存在共生关系，细菌使树蛙可以通过气味分辨性别，而树蛙给细菌提供了赖以生存和繁殖的环境——它们自己的皮肤。”

甲氧基吡嗪水平的性别差异的功能尚不清楚。Brunetti说：“然而，我们认为这种气味的差异有助于雄性伯迈斯特树蛙在其他蛙类栖息的地方识别同种的雌蛙。我们知道，很多无尾两栖类用视觉通讯(明亮的肤色)来击退捕食者，用声音通讯(鸣叫)来吸引雌性伴侣。也许伯迈斯特树蛙用化学通讯的方式，达到同样的目的。”

Brunetti将在未来的研究中试图证实这一假设，如果真是如此，将改变人们对无尾两栖类通讯的认知。Haddad说：“目前只有马达加斯加的一种无尾两栖类采用化学通讯，而化学通讯在其远亲蝾螈中被广泛使用。”

如果伯迈斯特树蛙使用气味作为通讯的一种方式，由于每个物种都有自己独特的气味，那么其他物种也很可能使用该通讯方式。Brunetti的发现如果得到证实，将开启爬虫学研究的新领域，现在应关注无尾两栖类的化学通讯，而不仅仅是视觉和声音通讯。”

科界原创

编译：灯丝

审稿： alone

责编：张梦

期刊来源：《美国国家科学院院刊》

期刊编号：0027-8424

原文链接：https://www.sciencedaily.com/releases/2019/03/190314123141.htm