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细菌可以帮助青蛙吸引配偶

出处:水生动物健康评估 作者: 祥仔视觉祥仔视觉手机在线视频网 2019-04-07 21:11:00

梁晓文  

巴西的研究人员发现了从无尾两栖类皮肤中分离出的共生微生物所起的作用。该研究发表在美国国家科学院院刊上。

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图片:从ANURANS皮肤中分离出的共生微生物所起的作用已经被发现
图片来源: ANDRÉS BRUNETTI
 
巴西研究人员发现,某些两栖动物释放的强烈气味是由细菌产生的,吸引配偶是其目的之一。
 
这些细菌是一个值得注意的共生例子,因为它们有助于动物的交配过程。美国国家科学院院刊上发表了一篇论文,详述了从青蛙皮肤中分离出的微生物的这种作用。
 
青蛙发出一种刺鼻的气味。有时一个特定的物种可以通过它的气味来识别,但是直到现在,这种气味的功能还不为人所知。这是通常被认为是一种化学预警信号,击退捕食者,像在哺乳动物中的臭鼬 (恶臭)。
 
Haddad说,这个假设被认为是可信的,因为许多两栖动物物种,特别是有毒的会颜色鲜艳,这是一种视觉上的警告,用来吓唬捕食者。Haddad也隶属于大学在Jaboticabal的祥仔视觉祥仔视觉手机在线视频中心(CAUNESP)。他说:“我们认为气味在无尾两栖类(青蛙和蟾蜍)中可能也起着类似的作用。”
 
这项新研究是由阿根廷生物学家Andres Eduardo Brunetti的博士后研究成果,由Norberto Peporine Lopes教授指导。这项研究是在FCFRP-USP进行的,由圣保罗研究基金会资助。
 
Haddad说:“Brunetti这项研究的重要性和独创性在于,它首次显示出青蛙的气味与异性之间存在显著差异。”“没有其他关于无尾两栖类的研究曾经描述过这种行为。研究结果表明,这种气味有助于同类雄性和雌性在交配时相互识别。”
 
该研究还得到了生物多样性特征、保护、恢复和可持续利用研究项目(BIOTA-FAPESP)以及圣保罗大学(USP)、国家科学和技术发展委员会(CNPq)和巴西高等教育人员改进协调项目(CAPES)的支持。
 
 “在无尾两栖类,你经常看到不同的物种共享一个湖泊或沼泽。在这样的地方,平均每30只雄性青蛙对应一只雌性青蛙。Brunetti说:“现在的问题是,当雌性动物是如何在属于不同物种的众多雄性动物中认出属于自己物种的雄性动物的。”
 
 “众所周知,无尾两栖类雄性的叫声是用来吸引雌性的,每个物种都有自己独特的叫声。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。”
 
生物学家也没有意识到雄性和雌性青蛙气味的差异。Brunetti在他的研究中发现了这种差异,其主要目的是了解各种蛙类皮肤发出的挥发性成分的化学成分。
 
他的工作假设,气味是一种化学警告信号,用来击退捕食者。为了验证这一假设,Brunetti在圣保罗州和巴西里约热内卢州的几个地点进行了实地调查,收集了树蛙Boanaprasina的样本。
 
“在野外收集雌性是非常困难的。最初,我们只收集了雄性。当我们注意到它们的气味似乎有性别差异时,我再次进入野外,其具体目的是捕捉雌性进行比较。“ 他说。
 
“在布宜诺斯艾利斯的阿根廷自然科学博物馆进行博士研究期间,在调查其他两种蛙类中的挥发性化合物时,我发现这些分泌物是由9种不同化学类别的35至42种化合物组成的。意识到某些化合物具有细菌产生的特定化合物特征。“
 
Brunetti来到巴西,调查所选的树蛙是否有皮肤细菌产生每种蛙类特有的气味,如果有,它们会产生什么化合物。他的实验室研究从两个方面展开:分析这些青蛙皮肤释放的挥发性化合物,以及鉴定它们皮肤上的细菌。
 
Brunetti及其同事使用气相色谱和质谱分析了B. prasina皮肤分泌的挥发性成分的多样性。他们发现成年雄性和雌性分泌60-80种化合物,包括醇类,醛类,烯烃类,醚类,酮类,甲氧基吡嗪类,萜烯类和硫醚类。   
 
这些化合物在雄性和雌性体内完全相同,但研究人员惊讶地发现,甲氧基吡嗪、萜烯和硫醚的水平存在明显的性别差异。
 
“这三种成分是雄性和雌性之间差异的原因。硫醚和甲氧基吡嗪通常由微生物产生,”Brunetti说。
 
他们决定确定微生物是否是B. prasina中这些化合物的来源。为此,他们分离,培养和鉴定了与这些青蛙皮肤相关的细菌,并分析了它们的挥发性成分。检测到不少于128种不同成分。对每个成分的分析表明,存在于雄性和雌性中的四种甲氧基吡嗪是由一种假单胞菌属细菌产生的。
 
Brunetti发现,在B.prasina中,甲氧基吡嗪在雌性体内的含量远高于雄性。四种类型的甲氧基吡嗪中有两种在雌性中含量较高,而另外两种在雄性中含量较高。
 
 
 
共生关系
 
 
Brunetti说:“关于假单胞菌有趣的一点是,这些细菌生活在雄性和雌性的皮肤上,它们代谢相同的挥发性化合物,但根据宿主的性别,它们的浓度不同。”
 
他补充说,在这些青蛙中测量的甲氧基吡嗪水平表明存在一种复杂的代谢相互作用机制,这种机制在雄性和雌性的皮肤上创造了不同的环境,有利于在每个性别中合成具有特征的甲氧基吡嗪。
 
“这些青蛙和细菌具有共生关系。为了换取细菌提供的服务,通过气味进行性别分化,青蛙提供了一种环境——让细菌可以在它们自己的皮肤上繁殖,”他解释说。
 
甲氧基吡嗪水平的这种性别差异的功能是未知的。“然而,我们认为气味的差异有助于该物种的雄蛙在其他青蛙物种栖息的地方识别同一物种的雌性,”Brunetti说。
 
 “我们知道,很多无尾两栖类用视觉交流(明亮的肤色)来击退捕食者,用听觉交流(发声)来吸引雌性伴侣。也许B.prasina出于同样的目的使用了一种嗅觉交流的形式。
 
Brunetti将在未来的研究中试图证实这一假设。如果正确,将产生重大影响。目前,只有马达加斯加的一种无尾两栖类能够通过气味进行交流。在两栖动物中,蝾螈是无尾两栖类的远亲,已知它们也会使用这种交流方式。
 
如果B. prasina使用气味作为交流的一种方式,那么其他物种也很可能使用嗅觉交流,因为每个物种都有自己独特的气味。Brunetti的发现如果得到证实,将开启爬行动物学研究的新领域,现在将重点放在无尾两栖类之间的嗅觉交流上,而不仅仅是视觉和听觉的交流。”
 
 
资料来源:
PUBLIC RELEASE: 14-MAR-2019
Bacteria may help frogs attract mates
AAAS and EurekAlert!
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发布人:webmaster
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