青蛙是如何進食的？首次X射線觀察顯示，它們連舌頭一起吞下去

“吞舌頭”這個短語在多種語言中，被用來誇張地形容從沉默到驚恐的感覺，但是從解剖學的角度上來說，人類不可能吞嚥自己的舌頭，但一項針對一種叫甘蔗蟾蜍（

Rhinella marina

）的無尾目動物（也就是我們俗稱的

“蛙類”，主要包括蛙和蟾蜍）的新研究表明，蛙類在進食的時候都會將自己的舌頭吞下去。

研究人員利用

X

射線攝像技術研究了

甘蔗蟾蜍

的進食行為，第一次

觀察

到了蛙

類

在

將獵物捕獲後並送進嘴裡後對食物的處理方式。

根據他們的研究結果，甘蔗蟾蜍利用軟骨和肌肉組成的複雜滑輪系統

（也就是舌頭）

吞食獵物，這種滑輪系統一直延伸到喉嚨深處，並與心臟相撞。

“

我們知道很多關於青蛙如何伸出舌頭以及如何粘在獵物上的知識，但在這項研究之前，它們閉上嘴後發生的一切基本上都是一個謎，

”研究論文的

主要作者蕾切爾

·

基夫（

Rachel Keeffe

）說

，

她在佛羅里達大學生物系攻讀博士學位時完成了這項研究。

早在

1827

年，自然學家就對兩棲動物的飲食習慣著迷。但蛙

類

捕捉和捕食獵物的速度之快，簡直讓人無法

用肉眼去

追蹤它們的行

為

。直到

20

世紀中葉高速影片的發展，科學家們才能夠直接觀察到青蛙舌頭像

“吹吹卷”

一樣展開的方式，並用一個

佈滿粘液的端部

包裹住不幸的

獵物

。

即便如此，科學家也只能猜測它們是如何吞下食物的

，

一些人認為青蛙是用舌頭直接把食物放在喉嚨裡的，而另一些人則認為青蛙是透過閉上眼睛來推動食物

進入喉嚨

的。

但這些最初的

猜測

都無法解釋研究人員在解剖過程中在青蛙嘴內部發現的奇怪結構

。

半爪蛙的頭骨

許多蛙類的嘴頂上有兩組尖牙，無齒蟾蜍的上顎上有脊狀物，類似洗衣板

，其他

兩棲動物也有一個軟骨板，稱為舌骨，它有環和叉附著在肌肉上，蕾切爾

·

基夫將其比作木偶。舌骨板靠在它們的口底，它與青蛙吞食獵物的能力有關的功能完全未知。

為了弄清楚青蛙是如何操縱食物的，蕾切爾

·

基夫和她的同事在甘蔗蟾蜍（

Rhinella marina

）口中的關鍵部位貼上了

細小的

金屬珠。甘蔗蟾蜍身長

6

英寸，是最大的蛙類之一，這使它們成為觀察它們進食時快速而微小動作的完美標本。

那些細小的金屬珠子，能夠讓甘蔗蟾蜍的口腔活動在吞嚥食物時在

X

光下清晰地顯示出來。

美洲樹蛙的頭骨

研究人員

在將蟾蜍放在一個透明的觀察箱中後，基夫一邊給它們源源不斷

地餵食

蟋蟀，一邊用

X

射線攝像拍攝它們

，

對結果影片的第一次檢查發現了一種不同於他們預期的機制。

“

起初我們不確定發生了什麼，

”

基夫說

：

“

整個口腔底部都被向後拉到喉嚨裡，舌頭也被拉到了喉嚨中。

”

基夫花了幾個月的時間仔細地將

甘蔗蟾蜍的吞嚥

動作重建成

3D

動畫，以確定裝置的確切功能。然後，她從每一隻蟋蟀被選中並捲進嘴裡的那一刻開始，從靜止幀中逐一精確地描繪了

所有的動作

。

一旦舌頭

深入喉嚨中

達到最大程度，舌骨就會縮排喉嚨

，

舌頭直接附著在舌骨上，然後被彈射回口腔。基夫解釋道，目前尚不清楚舌骨能向後移動多遠，因為它的路徑被青蛙的心臟擋住，在舌頭和附著的獵物撞上軟骨墊之前，它會向上滑動幾毫秒。

儘管蟾蜍此時已經成功地抓住了獵物，但它仍然面臨著必須

讓掙扎

的昆蟲從粘稠的舌頭上

脫離

的問題。

簡單來說，它們儘可能地把舌頭向後伸近喉嚨裡，然後舌骨突起，壓住舌頭，最後舌頭向口腔前部彈射，基本就能讓舌骨把食物從粘稠的舌頭上刮下來，落入食道中。

基夫說，最後的刮擦動作可能解釋了一些青蛙上顎上有脊和尖牙的原因

——為了將食物刮下來

。如果這是所有青蛙都在做的事情，那麼這些結構肯定在吞嚥中發揮作用。整個過程，從開始到結束，只需不到兩秒鐘，大部分時間都是在吞嚥後重新定位舌頭和舌骨。

在

7000

種已知的蛙類中，有著令人難以置信的多樣性餵食機制，從蟾蜍的

彈射

舌

頭

到水棲琵琶蛙的吸食。基夫說，下一

步的研究工作

將是對不同

蛙類

進行比較研究，看看甘蔗蟾蜍的攝食行為是否是

蛙類的普遍行為

而不是例外。

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