一条盲蛇

据外国媒体报道,一些动物被吃掉后还能存活。这项技能可能会帮助它们开发新的栖息地。

2012年,当一名生物学家在东南亚的东帝汶进行调查时,他发现了一个意想不到的场景:一条盲钩蛇从一只黑眼睛蟾蜍的背部蜿蜒而出。英格兰伍尔弗汉普顿大学的马克·奥塞尔和他的同事们偶然目睹了这一过程。他们在一块石头下发现了两只动物。这是科学家第一次发现被蟾蜍吃掉的猎物还能存活。这也是第一次像盲钩针蛇一样大的动物通过消化道,仍然是安全的。奥赛说:“有肺的脊椎动物能存活下来,真是令人惊讶。”。

动物幼体或一些小型海洋无脊椎动物可以毫发无伤地通过一些食肉动物的消化道,但较大的猎物很可能在被捕获后立即被杀死。即使你避免咬你的牙齿,当你的猎物穿过捕食者的喉咙时,也会被致命地挤压。

还有更可怕的问题等待着猎物。大多数猎物在与捕食者胃中的胃酸接触前死亡,然后它们的组织会被胃酸分解和消化。在捕食者的消化道深处,猎物可能仍然面临缺氧的挑战。

然而,如果猎物被蟾蜍或鸟类整个吞下,存活的机会可能会更高。这些动物经常在吞咽前将食物堆积在喉咙后部,这可能会增加猎物安全进入消化系统的机会。

粗糙的蝾螈

在某种程度上,这可能是一种高毒性两栖动物,塔里哈颗粒动物,能够被青蛙吞食而存活的原因。一旦进入青蛙的胃,这种蝾螈毒素会在胃酸作用之前杀死青蛙。然后,蝾螈只需要转身,穿过死青蛙的喉咙,从它的嘴里爬出来。

然而,盲钩针蛇不能杀死蟾蜍,它们走的路线要长得多——从蟾蜍的嘴到肛门。与许多其他物种相比,盲钩针蛇有自己的优势。它们是细长的身体,宽度只有几毫米,可以很容易地挖洞或穿过狭窄的缝隙。对于盲钩针蛇来说,穿越蟾蜍狭窄的消化道应该不是什么大挑战。

奥舍特认为,盲钩针蛇在蟾蜍的消化道中主动爬行,而不是像其他食物一样被收缩的肌肉向前推动。另一个对盲钩针蛇有利的因素是蟾蜍的早期进食。在吞下盲钩蛇之前的几个小时里,蟾蜍可能吃得不多,因此使它的消化道更加干净。如果是这样的话,盲蛇的“生存之旅”应该不会花太多时间,这也降低了它接触消化液的风险。

然而,可能是盲蛇的皮肤起了决定性的作用。紧密重叠的鳞片不仅能让盲钩针蛇在陆地上爬行,还能帮助它们防止胃酸入侵,保护脆弱的组织和器官免受伤害。其他蛇的鳞片在移动时会稍微分开,所以它们可能没有类似的保护作用。

几乎可以肯定的是,盲钩针蛇面临的最大问题是长时间缺氧。作为一种穴居动物,体型小,盲钩针蛇只需要一点空气就能生存。然而,这种公差是有限的。“理论上,通过消化道所需的时间将决定它能否存活,”奥赛说。

研究人员不知道盲蛇何时通过蟾蜍的消化道。然而,尽管盲蛇成功地爬出了蟾蜍的消化道,它在大约5小时后死亡。研究人员没有在盲钩针蛇死后对其进行检查,但他们认为,这条蛇可能死于缺氧引起的并发症。“我们想不出任何其他因素能杀死它,”奥赛说。

蜗牛可能比盲钩针蛇更擅长穿越消化道,因为它们能在低氧条件下生存。在2011年发表的一篇论文中,日本东北大学的和田信一郎等人介绍了这样一个实验。他们用一只微小的跳蚤蜗牛(学名:Tornatellides boeningi)喂养深绿色的绣球花,看它们是否能完全穿过后者的消化道。大约15%的跳蚤和蜗牛存活下来,整个过程大约需要20到120分钟。实验第一次证实了蜗牛在被鸟类肠道消化后还能存活。“蜗牛可以在不完全暴露于消化液的情况下承受短时间的消化,”余泽一郎说。

蜗牛的耐力可能来自它们的外壳,这是天然的盔甲。然而,宇一郎和他的同事发现蜗牛的大小也是生存的关键。他们测量了鸟粪中的蜗牛壳,发现宽度约为2.5毫米的蜗牛基本上是完好无损的,而较大的蜗牛壳受到了严重的损坏。他们还认为蜗牛分泌的粘液可能对酸性环境有一定的抵抗力,但这一观点需要进一步研究。

应该指出的是,较大的蜗牛似乎偶尔能在鸟肠的消化中存活下来。捷克布拉格查尔斯大学的贾斯娜·西蒙诺娃发现,贝壳比跳蚤大得多的蜗牛——直径可达17毫米——有时在被许多不同的鸟类消化后能完好无损地存活下来。

秀丽线虫

另一个意想不到的“肠道传递者”是线虫,秀丽隐杆线虫。基尔大学的辛里奇·舒伦堡和他的团队在德国北部采集的蛞蝓内脏中发现了这种线虫。后来,他们惊讶地发现蛞蝓粪便中有活线虫。

“它们似乎被嘴里的蛞蝓吃掉了,这是不寻常的,因为蛞蝓有一个研磨器官,可以摧毁它们,”舒伦堡说。“我们不知道它们是如何从酸性环境中存活下来的。”在蛞蝓和蚯蚓中也发现了另一种线虫,但它们寄生生活,并通过穿透肠道进入宿主体内。

研究小组还惊讶地发现,不仅幼线虫能在消化过程中存活,成年线虫也能存活。幼虫在发育阶段有一个相对坚硬的表皮,可以起到保护作用,所以它们通常比完全成熟的成虫更能耐受恶劣的环境。“这仍然是一个完全的谜,”舒伦堡说。这些秀丽隐杆线虫似乎经常在蛞蝓的肠道消化中存活,但它们在蛞蝓体内停留的时间不会超过一天。

“肠道旅行”在陆地上相对较少见,但在水生环境中似乎更常见。荷兰乌得勒支大学的卡斯帕·范·勒文和他的同事发现,一些成年水生蜗牛在被野鸭吞食后存活了下来。介形类的雌性个体也可以在商品鱼的消化道中生存,而贻贝在通过海葵的消化道时,如果壳是闭合的,则可以避免被消化。范莱文和他的团队推测,一些对潮湿环境中的生命有益的特征可能有助于这些无脊椎动物在潮湿的肠道环境中生存。

存活率也与捕食者消化系统的类型有关。有些动物更倾向于吃更多的猎物,而不是注意消化的效率,如一些鸟类。食物经常很快通过这些动物的消化道,有些食物可能在没有消化的情况下被排出。

由于穿越消化系统的现象具有一定的普遍性,可以推测这种现象可能会在某些动物种群中留下痕迹。对于一些流动性弱的物种来说,这可能是一种非常重要的运输方式,使它们能够占据新的偏远环境。

深绿色绣球花

也许这就是雪脊朗和他的同事观察到的蜗牛的情况。这些蜗牛是从日本小笠原群岛的母岛上采集的。它们在周围岛屿上的分布模式似乎只能归因于鸟类的帮助。此外,科学家们发现了地理上相距遥远的蜗牛种群之间基因转移的证据,这也可以用鸟类肠道运输来解释。余泽一郎的团队发现,在深绿色绣球花数量较多的地区,蜗牛具有更高的遗传多样性。

“证据强烈表明,陆栖蜗牛可以通过食肉鸟类传播,”余泽一郎说。此外,他们还观察到,一只蜗牛在被鸟类排泄后开始产卵,这表明即使只有一只蜗牛迁移到一个新的环境,也足以形成一个新的种群。

舒伦堡推测,蛞蝓肠道中的秀丽隐杆线虫也可能搭便车。先前的研究发现,线虫可以附着在潮汐蠕虫的脚上,并从一个地方移动到另一个地方。另一种可能性是,蛞蝓肠道本身对秀丽隐杆线虫非常有吸引力:它们可能以蛞蝓肠道中的细菌为食。“它们也有可能会等待蛞蝓死亡,以身体上的细菌为食,”舒伦堡说。

2014年,德国汉堡大学的Jan-Jakob Laux和他的团队首次记录了一种利用鸟类消化道运输的昆虫。他们推测,一种水叶甲,即水叶甲(学名:Macroplexa mucica),可以通过野鸭传播,因为它们在被野鸭的肠道消化后可以保持完整。这种昆虫在古北界的广泛分布一直被认为是一个未解之谜,因为它们的流动性不强。

回到盲蛇的例子,它的经历可能只是一个意外。奥什特认为蟾蜍可能会把这条蛇误认为蚯蚓,蚯蚓是蟾蜍的主要食物。“我很确定蟾蜍不知道他吞下了一只脊椎动物,”他说。"它认为这只是一条更亮的蚯蚓."

一些蟾蜍物种的确捕食盲蛇,但没有一种盲蛇被发现在被吃掉后成功逃脱。然而,盲蛇可能能够利用另一种动物的肠道来完成运输任务,那就是猫头鹰。

有报道说盲蛇出现在猫头鹰的巢里。我们仍然不知道他们是如何到达那里的。一些研究人员认为,盲蛇爬树并以猫头鹰巢的残骸中的无脊椎动物为食。另一种观点认为猫头鹰在巢中捕捉盲蛇作为幼鸟的食物。

奥塞梯人并不怀疑盲蛇的攀爬能力,但他们必须首先确定猫头鹰的巢穴位置,否则它们只会偶然出现在巢穴中。另一方面,猫头鹰在用盲蛇喂养幼鸟时有许多困难,因为盲蛇被触摸时会卷曲打结,跌落时会迅速钻入巢中。

“我认为它们更有可能是被意外地从猫头鹰的肠道中排出的,”奥赛说。像蟾蜍一样,猫头鹰经常不咀嚼就吞下猎物。

如果食肉动物不小心吞下活的动物,它们的健康会怎么样?例如,肠道寄生虫通常通过食物和水进入动物体内,然后在肠道中定居。舒伦堡认为秀丽隐杆线虫实际上可能是一种寄生虫。“如果是这样的话,那将非常令人兴奋,”他说。“我认为这是可能的。”

一些线虫物种确实是寄生虫,而另一些可以在自由生活和寄生模式之间切换。秀丽隐杆线虫被认为是非寄生的。如果能找到它们寄生生活的证据,就可能为寄生动物的进化研究提供新的线索。

“研究物体对寄生虫的适应过程和它们的分子机制,以及使它们有时作为寄生虫存在,有时不作为寄生虫存在所需的特征,将是一个令人兴奋的系统课题,”舒伦伯格说。秀丽隐杆线虫作为最简单的神经系统动物之一,已经成为生物学研究中广泛使用的模式生物。

俞一郎也提出了类似的想法。他认为蜗牛和鸟类之间的关系可能已经包含了寄生。他在他研究的许多蜗牛身上发现了寄生扁虫,并认为鸟类可能是这些扁虫的最终宿主。也许扁形虫利用蜗牛作为某种“特洛伊木马”,最终进入鸟类的肠道。“我目前正在研究这种联系,”宇一郎说。

然而,“肠道步行者”可能不仅为了自身利益而利用捕食者:他们也可能给捕食者带来利益。舒伦堡认为秀丽隐杆线虫以蛞蝓肠道中的细菌为食,将对肠道微生物群落产生积极的影响。“一些吃细菌的生物将有助于改善微生物群落的多样性,”他说。