蚓螈奇怪的”餵皮”行為是為了幫助幼體接種疫苗
蚓螈是一種難以捉摸的兩棲動物,主要生活在地下,看起來像蠕蟲和蛇的雜交體。關於蚓螈,我們所知的為數不多的事情之一就是它們餵養幼崽的獨特方法。母親會產生一層特殊的脂肪皮膚組織,幼年蚓螈會用專門為此目的進化的乳牙將其撕下。
一項新的研究表明,皮膚餵養不僅僅為幼年蚓螈提供營養。它還可以幫助母親將皮膚和腸道中的微生物傳遞給幼崽,為它們接種疫苗,以啟動健康的微生物組。這是第一個直接證據,表明兩棲動物的親代照顧在微生物從一代傳到下一代的過程中發揮著作用。
佛羅里達博物館爬蟲學館長戴維·布萊克本(David Blackburn) 表示:“仍有大量蚓螈生物學特徵我們一無所知,主要是因為它們很難找到。” “據我們所知,這是第一個發表的蚓螈微生物組研究。”
在動物王國中,父母的照顧策略差異很大。人類母親給嬰兒餵母乳,帝企鵝為幼崽反芻食物,雌性考拉則用特殊形式的糞便餵養幼崽。
在兩棲動物中,蚓螈在餵養幼崽方面是獨一無二的。之前對兩棲動物微生物組的了解主要集中在青蛙和蠑螈,這是兩棲類中更為知名的目。然而,這些研究並沒有得出結論,主要是因為很少有青蛙和蠑螈物種在出生或孵化後照顧它們的幼崽——大多數只是產卵並讓它們自行發育。
蚓螈的情況並非如此。該研究的第一作者、佛羅里達大學自然資源與環境學院的博士生馬塞爾·塔拉·庫特(Marcel Talla Kouete) 說:“當你找到卵時,你總會找到母親。我從未見過沒有母親陪伴的幼體。”
庫特說,這就是當他開始研究蚓螈時他對蚓螈著迷的原因。自從2006年這種養育行為首次被曝光以來,科學家們注意到,即使皮膚餵養結束,母親和嬰兒仍然在一起,前者將身體盤繞在後者身上。庫埃特想知道除了提供營養之外,這種行為是否還有其他功能,他認為可能有一些微生物從母親的皮膚表面轉移,類似於其他動物的細菌傳播。
在人類中,當嬰兒通過母親的產道並通過母乳進入體內時,微生物會移動到皮膚上。這些微生物有助於保持人體的活力和健康,形成一個被稱為微生物組的微觀群落,並執行分解複雜碳水化合物、訓練免疫系統和產生維生素等基本任務。越來越多的研究試圖更好地了解疾病與微生物組健康之間的關係。
Kouete 和他的同事將他們的研究重點放在了Herpele squalostoma 上,這是一種來自中非的蚓螈物種,參與皮膚進食行為。他們從環境以及14 名青少年、9 名雌性成蟲和6 名雄性成蟲的皮膚和內臟中採集了樣本。然後他們對每個細菌菌落進行了測序。
研究人員發現,每個幼崽的皮膚和腸道微生物群的某些部分都與它們的母親相同。當母親盤繞在幼體周圍,進行皮膚接觸時,以及當幼體吃掉母親的皮膚時,這種轉移都會發生。
從周圍土壤、水和樹葉中採集的樣本表明,直接環境是幼年微生物組最不重要的來源。
除了闡明蚓螈生物學之外,庫埃特的論文還為被忽視的非洲微生物研究課題做出了貢獻。儘管非洲大陸具有巨大的遺傳多樣性,但迄今為止的微生物組研究主要集中在北半球。
直到最近,蚓螈還很少被研究,部分原因是它們原產於美洲、非洲和東南亞的熱帶地區,而這些地區的科學存在有限。研究中使用的H. squalostoma 標本是在Kouete 的家鄉喀麥隆採集的。研究小組很好奇微生物組如何使蚓螈受益並有助於其健康。“有進化優勢嗎? 如果是這樣,當父母的照顧被規避時,這些福利是否就消失了?” 庫埃特問道。本文通過鑑定存在的一些微生物為未來的研究奠定了基礎。
布萊克本說:“這項研究有點像走進世界,找出生活在森林裡的所有青蛙。我們可能會發現地蛙、樹蛙和穴居蛙; 大品種和小品種; 以這種或那種方式繁殖的。 根據這些特徵,你可以開始推斷它們在森林生態系統中發揮的作用,這就是我們希望對蚓螈微生物組所做的事情。”