科学探索|高速视频展示“跳伞”蝾螈如何从最高的树上跳下并滑行

蝾螈一生都生活在世界上最高的树木——加利福尼亚海岸红杉的树冠上,其已经进化出一种非常适应从高处坠落的危险的行为:能够在半空中“跳伞”、滑翔和机动 。众所周知,飞鼠以及众多种类的滑翔青蛙、壁虎、蚂蚁和其他昆虫,在从树上跳到树下或坠落时,都会使用类似的“空中杂技”,以便留在树上,避免落在地上 。同样,研究人员认为,这种蝾螈的“跳伞”技能是一种引导它回到它坠落或跳下的树上的方式,以便更好地躲避陆生捕食者 。

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南佛罗里达大学(USF)的博士生、一篇关于这些行为的论文的第一作者 Christian Brown说:“当它们在‘跳伞’时,它们有精湛的可操作性控制 。它们能够转向 。如果它们颠倒了,它们能够把自己翻过来 。它们能够保持‘跳伞’的姿势,并且上下抽动它们的尾巴以进行水平机动 。这种控制水平实在令人印象深刻 。”
在加州大学伯克利分校的一个风洞中拍摄的高速录像显示了所谓的“流浪”蝾螈(Aneides vagrans)的空中灵活性,在那里,蝾螈被从一个栖息地推到一个向上移动的空气柱中,从而模拟自由落体 。

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加州大学伯克利分校综合生物学教授、动物飞行专家Robert Dudley说:“当我第一次看到这些视频时,让我感到震惊的是,它们(蝾螈)是如此光滑--在它们的运动中没有不连续或噪音,它们只是完全在空中‘冲浪’ 。对我来说,这意味着这种行为是深植于它们运动反应中的东西,它(坠落)必须以合理的高频率发生,以便对这种行为进行选择 。而且这不仅仅是被动‘跳伞’,它们不仅仅是向下‘跳伞’ 。它们显然也在做横向运动,也就是我们所说的滑翔 。”
这种行为更令人惊讶,因为除了有稍大的脚垫之外,这些蝾螈看起来与其他不具备空中机动能力的蝾螈没有什么不同 。例如,它们没有皮瓣,这将提示你它们的“跳伞”能力 。

“流浪蝾螈有大脚,它们有长腿,它们有活跃的尾巴 。所有这些东西都有利于它们的空中行为 。但大家只是假设那是用来攀爬的,因为当我们看它们的时候,它们就是用这些特征来攀爬的,” Brown说 。“因此,这不是一个真正的专门的空气动力控制面,但它的功能是两者都有 。它帮助它们爬升,而且似乎也帮助它们跳伞和滑翔 。”
研究人员希望在未来的研究中回答的问题包括:蝾螈如何在没有明显的解剖学适应滑翔的情况下设法“跳伞”和操纵,以及许多其他具有类似空中技能的动物是否以前从未被注意过 。
“蝾螈是迟钝的,你不会认为它们有特别快的反应能力 。这是在慢车道上的生活 。”Dudley说:“而飞行控制是对动态视觉线索的快速反应,并且能够瞄准、定向和改变你的身体位置 。所以,这只是一种奇怪的现象 。无论如何,这种情况能经常发生,我们怎么会知道?”
2022年5月23日,研究人员在《当代生物学》杂志上发表了一篇描述该行为的论文 。
树冠中的生活
利用风洞,Brown和加州大学伯克利分校的研究生Erik Sathe将A. vagrans的滑翔和跳伞行为--成体从鼻子到尾巴尖约4英寸(10厘米)--与其他三种原产于北加州的蝾螈的能力进行了比较,每种蝾螈都有不同程度的树栖性--也就是爬树或住在树上的倾向性 。“流浪”蝾螈可能一生都在一棵树上,上下移动但从不接触地面,是最熟练的“跳伞者” 。一个相关的物种,即所谓的树栖蝾螈,A. lugubris,生活在较矮的树上,如橡树,在跳伞和滑翔方面几乎同样有效 。