透明玻璃蛙在夜间通过将红细胞隐藏在肝脏中“消失”

玻璃蛙在睡觉时可以用一种独特的技巧使自己几乎隐形。 他们将近 90% 的红血注入其中一个器官。

一群玻璃蛙用它们睡觉的叶子倒过来伪装。 (图片来源:杰西迪莉娅)
一群玻璃蛙用它们睡觉的叶子倒过来伪装。 (图片来源:杰西迪莉娅)

当一只玻璃蛙睡着了,它就消失了。 青蛙坐落在一片茂盛的叶子上,鲜绿色的背部融入其中,而它的下腹部微红的色调很快变得透明。

现在,《科学》杂志上的一项新研究表明,北方玻璃蛙 (Hyalinobatrachium fleischmanni) 通过将近 90% 的红细胞从循环中移除并将它们装入肝脏来实现这一壮举。 这些发现揭示了唯一透明的陆地动物之一是如何隐藏其血液的。

“如果你真的想变得透明,就需要隐藏你的红细胞,”该研究的合著者、北卡罗来纳州杜克大学的生物学教授 Sönke Johnsen告诉我们。 “这些玻璃蛙——通过某种过程;我们不知道细节——从它们的血液中过滤出红细胞,并将它们紧紧地塞进它们的肝脏,以至于它应该形成一个凝块。但事实并非如此。”

使用闪光灯对玻璃蛙在睡眠期间和活动时拍摄的照片进行并排比较,以显示循环系统内红细胞灌注的差异。 (图片来源:杰西迪莉娅)
使用闪光灯对玻璃蛙在睡眠期间和活动时拍摄的照片进行并排比较,以显示循环系统内红细胞灌注的差异。 (图片来源:杰西迪莉娅)

研究人员说,了解为什么这些凝块永远不会形成可能对人类疾病产生影响。

北方玻璃蛙的体长很少超过 1 英寸(2.54 厘米),它们成年后的大部分时间都栖息在中美洲和南美洲森林树冠的树叶上,高于它们产卵的急流溪流上方。 即使在青蛙醒着的时候,它们的下腹也是半透明的,这样观察者就可以很容易地看到它们的心脏在全身输送着红色的血液。 但长期以来,科学家们一直对青蛙入睡时腹部变得透明的方式着迷,这让捕食者几乎看不见它们。

为了更好地理解这一现象,约翰森及其同事追踪了在玻璃蛙体内循环的红细胞。 其中一种被称为光声显微镜的方法与用激光束敲响钟没有什么不同——科学家将强光照射到青蛙的身体上,并捕捉当光照射到血红蛋白时产生的声波,血红蛋白是红细胞中的蛋白质,携带 氧气并赋予血液独特的颜色。

“即使是透明的动物,也很难准确地看到里面发生了什么,”约翰森说。 “我们使用声音,因为它比光更好地穿过组织。”

一旦他们开发出这种技术,研究玻璃蛙如何变透明就是一件简单的事情,只需反复刺激倒霉的两栖动物。 “我们会让青蛙休息一下,然后戳它几下,让它再次入睡。” 约翰森说。 对血红蛋白的追踪显示,玻璃蛙将 89% 的红细胞从循环中抽出,并将它们储存在肝脏中。 由于他们的皮肤反射的光很少,而且他们的血液没有血红蛋白,也不会吸收光线,因此他们几乎变得完全透明。

Johnsen 及其同事希望对这一现象的进一步研究将阐明人类凝血障碍并为抗凝血剂的研究提供信息。

显示用于比较研究的青蛙物种的图像表明血液储存是玻璃蛙所独有的。(图片来源:Jesse Delia)
显示用于比较研究的青蛙物种的图像表明血液储存是玻璃蛙所独有的。(图片来源:Jesse Delia)
显示用于比较研究的青蛙物种的图像表明玻璃蛙独有的血液储存。 该团队比较了三个热带不透明、树栖青蛙科的三个物种的储存水平——玻璃蛙 (Allophridae) 神秘姊妹科的 Allophryne ruthveni、同域叶栖树蛙 Agalychnis callidryas (Hylidae) 和马达加斯加“ 树蛙”Boophis pyrrhus(Mantellidae)。 (图片来源:杰西迪莉娅)
显示用于比较研究的青蛙物种的图像表明玻璃蛙独有的血液储存。 该团队比较了三个热带不透明、树栖青蛙科的三个物种的储存水平——玻璃蛙 (Allophridae) 神秘姊妹科的 Allophryne ruthveni、同域叶栖树蛙 Agalychnis callidryas (Hylidae) 和马达加斯加“ 树蛙”Boophis pyrrhus(Mantellidae)。 (图片来源:杰西迪莉娅)

“人体总是处于凝血太少和太多之间的尖锐边缘,无论我们是在谈论中风中的大血块,这会造成可怕的伤害,还是周围的小微血块,这会造成如此多的痛苦, “约翰森说。 “青蛙的凝血过程与人类并无太大不同,因此无论我们从青蛙身上学到什么,最终都可能与人类凝血有关。”

但是关于这个过程的很多内容,包括它们如何在睡眠时循环的血红蛋白很少的情况下存活下来,仍然不清楚。 因此,在玻璃蛙可以为临床研究提供信息之前,Johnsen 及其同事需要弄清楚两栖动物是如何操纵它们的血液的。

约翰森说:“这些青蛙的所作所为相当于人类将它们所有的血液都塞进了它们体内的午餐袋中。” “玻璃蛙是怎么做到的?很酷的是我们还不知道。”

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