为什么某些青蛙会把自己活埋

在动物界，很少有生存策略像夏眠一样引人入胜且极端——某些蛙类会故意将自己活埋，有时长达数月甚至数年。这种非凡的适应性使这些两栖动物能够忍受原本可能致命的严酷环境条件。从澳大利亚的沙漠到非洲的季节性湿地，世界各地的蛙类都独立进化出了这种非凡的能力，当外部环境变得难以忍受时，它们的身体就会停止运作。但是，是什么驱使这些生物将自己埋入地下？它们又是如何设法在这种看似活埋的环境中生存下来的？答案揭示了自然界最令人印象深刻的进化解决问题的例子之一。

夏眠的生存策略

加拿大魁北克省普莱桑斯国家公园的雄性牛蛙。图片来自 Cephas，CC BY-SA 3.0 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0，以及维基共享资源。

夏眠（有时拼写为aestivation）是指某些动物（包括多种蛙类）在极端高温干旱时期进入的一种休眠状态。与寒冷条件下的冬眠不同，夏眠是由炎热干燥的环境引发的。当水源蒸发、气温飙升时，夏眠的青蛙会钻入土壤中，保持休眠状态，直到环境改善。在此期间，它们的代谢率急剧下降——有时仅为正常水平的20-30%——使它们能够依靠极低的能量储备生存。这种适应性代表了对环境挑战的进化解决方案，否则这些依赖水分的两栖动物将无法生存。

自葬大师：铲足蟾蜍

这张图片的 alt 属性为空；其文件名为“Spadefoot_pic.jpg 大铲足蟾蜍”。图片来自国家公园管理局，属于公共领域，通过 Wikimedia Commons 提供。

最擅长自埋的动物当属铲足蟾（北美铲足蟾科，欧洲铲足蟾科）。这些非凡的两栖动物因其后足上坚硬的铲状突起而得名，它们将这些突起用作天然的挖掘工具。当干旱来临时，铲足蟾能以惊人的效率向后挖掘土壤，在短短几分钟内完全消失在地下。据记载，北美铲足蟾（Spea multiplicata）能够挖掘至三英尺或更深的深度，即使在严重的地表干旱时期，土壤湿度也能保持相对稳定。它们特殊的解剖结构清晰地体现了为这种自埋行为而设计的进化适应性。

非洲牛蛙的极度休眠

非洲牛蛙。图片来自 Openverse。

非洲牛蛙（学名：Pyxicephalus adspersus）的夏眠时间非常长。这​​些体重可达4磅（约XNUMX公斤）的巨型蛙类，据记载，在其原生栖息地遭遇极端干旱时，它们会埋藏长达七年。夏眠前，非洲牛蛙会大吃大喝以积累脂肪，然后分泌一种特殊的黏液，这种黏液会在身体周围硬化，形成一个保护性的茧，防止脱水。它们只在鼻孔附近留有一个小孔，允许进行极少的气体交换。当雨水最终回归时，这些青蛙能够感知到水分并迅速补充水分，从它们自己建造的“坟墓”中爬出来，恢复正常活动。这种非凡的适应性使它们能够在干旱周期可能持续数年的地区生存。

茧居的储水蛙

持水蛙。图片来自 Openverse。

也许最专业的夏眠蛙是澳大利亚的持水蛙（学名：Cyclorana platycephala），它的土著名字“Billycan”指的是它的储水能力。这些青蛙会分泌一种由蜕皮和粘液组成的凝胶状茧，完全包裹住它们的身体，只留下鼻孔，从而将自我埋葬提升到一个新的水平。在这个茧里，它们可以在地下存活长达五年。历史上，土著人民知道如何找到这些被埋的青蛙，并会轻轻挤压它们以从膀胱中提取储存的水——这是澳大利亚严酷沙漠中一项至关重要的生存技能。这些青蛙在这个过程中幸存下来并返回洞穴。它们的皮茧非常高效，与没有茧的青蛙相比，可以减少 80% 以上的水分流失。

自埋期间的生理变化

达尔文蛙。图片来自 Openverse。

青蛙埋葬自己时发生的生理变化是深刻的。进入夏眠状态后，它们的心率会急剧下降——有些种类的心率会从每分钟超过100次降至不足10次。耗氧量可能会下降高达80%。它们的消化系统基本上停止运作，完全依靠脂肪储存来获取维持基本细胞功能所需的最低能量。或许最引人注目的是，有些夏眠青蛙能够忍受血液中积累在正常情况下会造成毒性的废物。例如，非洲牛蛙会将有毒的氨废物转化为危害较小的尿素，尿素随后会在组织中浓缩而不会造成损害——这一生化壮举引起了研究肾脏疾病的医学研究人员的关注。

走出埋葬的触发因素

Hugo Innes，CC BY 4.0 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0，来自 Wikimedia Commons

被埋在地下的青蛙如何知道何时可以安全地爬出？这些两栖动物进化出了极其灵敏的环境变化探测系统。大多数夏眠青蛙能够探测到雨水通过土壤引起的振动和压力变化。有些物种会对暴雨产生的特定声音频率做出反应，或者即使被包裹在保护性的茧中也能通过皮肤感知土壤湿度的变化。沙漠雨蛙（学名：Breviceps macrops）对降雨模式非常敏感，它们可以在强降雨发生后的数小时内从地下爬出，有时甚至在地面变湿之前。这种精准的时间安排最大限度地提高了它们在沙漠环境暂时变得适宜的短暂时间内觅食和繁殖的机会。

引发自埋的环境线索

地鼠蛙。图片由 MasterSearcy 提供，来自英语维基百科，公共领域，通过 Wikimedia Commons 提供

在青蛙的世界里，埋葬自己的决定并非轻率之举。多种环境因素会触发这种极端行为。池塘和湿地水位下降是主要信号，通常通过水浓缩过程中的化学变化来检测。土壤温度升高也是一个关键触发因素，当地面温度达到特定阈值时，许多物种就会开始埋葬行为。有些青蛙甚至会对季节变化前的气压变化做出反应。据观察，墨西哥铲足蟾（Spea multiplicata）在旱季开始前两周就开始夏眠准备，这表明它们可能对人类难以察觉的细微环境因素做出反应。

气候变化对自埋蛙的影响

荷叶上的青蛙。摄影：Engin Akyurt

气候变化给正在夏眠的蛙类物种带来了重大挑战。虽然这些两栖动物已经进化到能够抵御干旱，但干旱事件日益频繁和严重，可能会使它们超越生理极限。长时间的干旱可能迫使蛙类埋藏的时间超过其能量储备所能承受的范围。相反，不可预测的降雨模式可能会扰乱触发蛙类出巢的环境因素，导致它们在不合适的时间出巢。2022年在澳大利亚进行的一项研究发现，在一个异常温暖的冬季，持水蛙比正常情况更早出巢，结果却面临着导致更高死亡率的恶劣条件。随着气候模式变得更加不稳定，使这些蛙类能够通过自埋生存的精细适应性可能会变得不那么有效，从而威胁到数百万年来在干旱周期中幸存下来的种群。

自埋行为的进化起源

青蛙冬眠。图片来自 Unsplash。

夏眠能力似乎在不同的蛙类谱系中独立进化了多次，这是趋同进化的一个引人入胜的例子。分子钟分析表明，非洲牛雾的夏眠行为出现于大约10万至15万年前，与非洲大陆部分地区的干旱化相吻合。在澳大利亚，储水蛙的夏眠适应性很可能在大约20万年前随着非洲大陆逐渐变得干燥而进化而来。有趣的是，来自怀俄明州的化石证据表明，早在50万年前，古代蛙类物种就拥有了特殊的挖掘结构，这表明自埋适应性可能早在当前沙漠条件出现之前就已存在。这表明，即使在这些地区极端干旱条件普遍存在之前，将自己埋葬作为一种生存策略的能力就已经提供了进化优势。

地下青蛙群落的奥秘

达尔文蛙。图片来自 Openverse。

最近的研究揭示了埋葬蛙生活中令人惊讶的社会维度。在某些物种中，夏眠的青蛙并不总是单独埋葬自己。对亚利桑那州库氏铲足蟾（Scaphiopus coachii）的研究记录了多个个体在夏眠期间共享同一个地下室的情况。利用探地雷达和仔细的挖掘，研究人员发现多达八只成年蟾蜍可能聚集在一个地下室中。这种集体夏眠可能带来热效益，因为这些聚集体保持的湿度略高于周围的土壤。目前尚不清楚这些聚集是有意为之，还是仅仅是由于合适的挖洞地点有限。更有趣的是，一些夏眠的青蛙似乎会将自己定位在蚂蚁或白蚁群落附近，可能是为了利用这些昆虫群落创造的更稳定的微气候条件。

青蛙夏眠的生物医学意义

牛蛙。图片由 Rohitjahnavi 提供，CC BY-SA 4.0 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0，来自 Wikimedia Commons。

青蛙拥有非凡的生理适应能力，使其能够在埋葬后存活，这对生物医学研究意义重大。研究器官移植保存的科学家尤其关注夏眠蛙如何在长时间缺氧缺血的环境中防止组织损伤。非洲牛蛙能够产生特殊的蛋白质，在从休眠状态过渡到活跃状态的过程中保护其细胞免受氧化损伤——这一过程与器官移植类似。此外，夏眠蛙的废物管理系统也为肾脏疾病研究提供了新的见解。2019年，研究人员在保水蛙体内发现了新的化合物，这些化合物似乎可以防止长期休眠期间的肌肉萎缩，这为针对肌肉退行性疾病的治疗开辟了潜在的途径。这些青蛙天生能够进入和退出代谢极低的状态而不会造成器官损伤，这为医学应用带来了潜在的宝藏。

自埋物种的保护挑战

松林树蛙。图片由 Judy Gallagher 拍摄，CC BY 2.0 https://creativecommons.org/licenses/by/2.0，通过 Wikimedia Commons 提供。

夏眠蛙物种面临着独特的保护挑战。它们被埋藏的状态使得种群评估变得困难，因为传统的调查方法常常会遗漏休眠个体。农业发展尤其构成威胁，因为耕作和灌溉会直接摧毁被埋藏的蛙类或破坏成功夏眠所需的土壤条件。澳大利亚的采矿活动通过改变地下水动态，显著影响了持水蛙种群。由于对这些蛙类在其自然栖息地中究竟埋藏在哪里的了解有限，保护工作变得更加复杂。一项颇具前景的进展是利用环境DNA (eDNA) 技术从土壤样本中检测夏眠蛙的存在，使研究人员能够在不干扰这些动物的情况下识别关键的地下栖息地。这些物种的保护区必须同时考虑它们地上的活动栖息地以及它们一生中大部分时间埋藏在不同位置的地点。

结论：生命非凡的适应性

达尔文蛙。图片来自 Openverse。

青蛙活埋自己这一现象代表着大自然应对环境挑战最非凡的适应能力之一。这些两栖动物进化出了复杂的生理和行为机制，当外部环境变得难以忍受时，它们可以暂停生命，有时甚至长达数年。它们能够大幅降低新陈代谢、防止脱水、处理废物，然后恢复正常功能，这种非凡的能力挑战着我们对生死界限的理解。随着气候变化改变着这些特殊蛙类数百万年来所适应的环境，它们的持续生存将取决于其非凡适应能力的可塑性，以及我们为保护其独特栖息地所做的努力。这些自埋青蛙提醒我们，地球上的生命已经进化出了无数巧妙的解决方案来应对看似不可能的挑战——即使这意味着暂时将自己活埋。

关于我们 最新文章 克里斯·韦伯联合创始人 at 全球动物克里斯是“环球动物”的联合创始人，也是一位狂热的野生动物爱好者，曾广泛游历世界各地不同的生态系统。从探索亚速尔群岛的海洋奇观、见证肯尼亚的广阔大草原，到深入探究南非的丰富生物多样性，再到穿越澳大利亚和美国的标志性景观，如黄石公园，克里斯的经历非常丰富。由于喜欢与鲨鱼一起潜水，海洋在他心中占有特殊的地位。他以自己的学术见解倡导野生动物保护，并致力于与“全球动物”组织合作，培养人与动物之间的深厚联系，增进我们之间的相互欣赏。请通过 Feedback@animalsaroundtheglobe.com 与他联系。 Chris Weber 的最新帖子 (查看所有) 欧洲传说中的公鸡可以驱邪 - 7月13，2025 世界各地动物保护先驱女性 - 7月13，2025 嗅觉最灵敏的动物 - 7月13，2025