死蛙和畸形蛙正在世界各地出现,这种令人惊恐的趋势也可能给人类带来忧患。

好几百万年来,蛙、蟾蜍、蝾螈和其他两栖动物都没法逃过导致其他物种(包括恐龙)灭绝的大灾难。今天,生物学家们激烈争论的原因看来是两栖动物群体正在世界范围内逐渐减少,从偏僻的阿拉斯加群岛到热带雨林无不如此。如果蛙正处于困境中,那人们也就有充分理由担心人类的健康。

两栖动物是环境寄生虫。无壳卵暴露给了可能带走、掩埋它们,或使它们穿过池塘水的任何东西。蝌蚪是水中呼吸的食草动物,成虫主要是肉食陆地动物。它们的湿薄皮肤易受空气、水、雨和太阳的影响。因此,蛙就像煤矿里的金丝雀一样可以提供最终可能影响人类问题的早期预兆。

人们对两栖动物的关心始于本世纪70年代中期,其中有找到少量标本的两栖动物专家。第一位专家是休 · 凯斯(Sue Case),当时她是需要用蛙作研究的伯克利加州大学研究生。她仔细观察了蛙的著名产地塞拉内瓦达斯,但只发现几只蛙。

她把这个问题交给了加州大学脊椎动物陈列馆馆长戴维 · 韦克(David Wake),今天他被认为是第一个向世界传播这种信息的人。他回忆说:“我以为苏森(Susan)不知道怎样去找蛙。”当时一位同事也报道了同样的问题。韦克说:“我还是不能相信这个报道。所以我将他带到了我最喜爱的几个蛙产地,结果他是正确的,这些地方几乎都没有发现蛙。”

世界各地的其他两栖动物专家也在注意类似的问题。正如他们研究的那样,某些物种正在灭绝:哥斯达黎加的美丽金色蟾蜍;澳大利亚的胃孵卵蛙,它的幼蛙是在雌蛙胃中发育的;黄黑色蛙,它的性行为持续一周n看来这些蛙已永久消失了。

—个明显的原因是栖息地破坏,某些科学家认为几乎所有的栖息地都在受到破坏。宾夕法尼亚州生物学家布莱尔 · 赫奇斯(Blair Hedges)说:“没有什么神秘,因为你砍倒了树木,所以现在你就看不到蛙了

另一个可能的祸害是酸雨。赫奇斯的一个同事,宾夕法尼亚州生态毒理学家比尔 · 邓森(Bill Dunson)一直在监视遍布宾夕法尼亚州大约15年的杰斐逊蝾螈,他发现这种蝾螈正在逐渐减少。在他们的饲养池里,杰斐逊蝾螈需要不太酸的水。但在宾夕法尼亚的空气中测出了从俄亥俄吹来的污染物质,它能使雨变成醋一样的酸雨。

当雨水在池塘里积聚时,池水可能变得比雨还酸,而且,池塘周围的土壤比池水酸。这就意味着即使可用某种方法消除空中酸度,酸性物质也将继续被淋滤到池塘里达几十年之久。

科学家们至少知道酸雨是什么、它来自何处和它可能产生的危害。但由于一系列称为“激素分裂物”的化学物质,所以这些问题并不是如此分明的,某些发育生物学家认为这些化学物质将缓慢渗入环境,包括蛙池。塑料和农药的分解产物可能以天然激素的形式出现(最常见的是雌激素),从缩小鳄鱼阴茎到降低人精液数量的每件事都与这些产物有关。某些科学家推测,两栖动物的死亡和畸形也可能与激素分裂物有关,不过迄今为止证据还不充分,而且颇有争论。

如同激素分裂物的情况一样,臭氧层变薄也与广泛的环境问题有关,包括蛙的消失。臭氧层变薄就意味着有更多的紫外线穿过地球大气层到达池塘,从而损害蛙卵。

许多年来,俄勒冈州立大学两栖动物学家A · 布劳斯坦(Andrew Blaustein)及其学生们一直在计数、称量和测量该湖的物种。像往常一样,今年春初蟾蜍从半年的冬眠苏醒后开始交配,一雌蟾蜍在漫长的湖滨产卵(每只雌蟾蜍大约产12,000个卵),雄蟾蜍把精液喷在卵上。最高年份,布劳斯坦数到了大约500对配偶。但本世纪80年代初,他注意到数量在减少。今年,蟾蜍配偶减至不足89对了。

这个远离工厂烟雾、农田径流和开发区的荒野究竟发生了什么?为什么走下公路,这些太平洋树蛙仍像合唱那样不断地大声歌唱?

可能的答案是增加了紫外线和化学保护者。回顾本世纪70年代中期,除韦克外几乎无人关心两栖动物。辐射生物学家罗伯特 · 沃雷斯特(Robert Worrest)正在研究推荐的超音速运输机废气可能破坏平流层臭氧,从而让更多紫外线辐射到达地球表而的可能性。沃雷斯特很想知道辐射线有多么危险。

他认为适当的实验对象可能是两栖动物的卵。这种卵是透明的,紫外线可以直接作用于胚胎,也易于观察。便于实验室使用的西部蟾蜍卵证明是沃雷斯特实验的理想对象,他注意到了某些物质对卵发育的影响。

10年后,布劳斯坦看到蟾蜍数量减少时,他想起了那些老实验。他在实验室里重复了这些实验,然后为适应野外条件而加以改进。他研制了高度为1吋或2吋、筛底面积为14平方吋的装置。他用阻挡紫外线的塑料覆盖一组装置,用紫外线可通过的塑料覆盖另一组装置,第三组装置则不覆盖塑料。

他和他的学生们在每个饲养池里放了一组箱子,把卵放入每只箱内。他们每天都要检查每个卵,直到孵出为止。结果既令人惊愕又令人困惑。遮住紫外线的西部蟾蜍卵死亡率仅为15%左右。可是曝露给紫外线的胚胎死亡率大于40%。布劳斯坦用记号依次勾出观察资料后说:“这实在令人惊恐。卵正以空前的速度死亡,我们能在实验室后面的湖水里成功地培育卵;卵的大量死亡正在有更多紫外线透过的薄大气层高空出现。

但用太平洋树蛙卵重复该实验时,不管卵是否避开紫外线,其结果都毫无差异。为什么没有差异?后来布劳斯坦和俄亥俄州分子遗传学家约翰 · 海斯(John Hays)确定的答案是一种叫做光裂合酶的酶,这种酶能使紫外线辐射损害的细胞复原。太平洋树蛙胚胎含有的光裂合酶是西部蟾蜍胚胎的6倍。

最近,环保局的一些研究表明紫外线不仅能杀死蛙卵,而且也能引起畸形。布劳斯坦的田间实验证明,避开紫外线辐射的长趾蝾螈的发育畸形比未避开紫外线辐射的长趾蝾螈少。但仅仅紫外线还不能解释已报道的畸形。

正在调查畸形蛙的人,包括大学教师、业余爱好者和科学家逐一排除了明显的可能原因:不是一般的化学物质,不是根本的紫外线增加,也不是干旱、水灾或高温。

但戴维 · 韦克从前的学生,现为纽约州奥尼昂塔市哈特威克大学发育生物学家的斯坦利 · 塞辛斯(Stanley Sessions)作出的唯一解释看来也许是初步的。塞辛斯因两种根本不同的畸形蛙理论而著名。首先集中在叫做吸虫纲动物(一种缩小到可见度界限以下的小扁虫)的寄生吸虫上。它的一部分生命是在蛇上度过的,另一部分生命是在蜗牛上度过的,还有一部分生命是在蝌蚪上度过的。

吸虫的幼虫在解剖显微镜下看似小蝌蚪。塞辛斯说:“它们栖息在池塘泥土!H,寻找寄主,如果倒霉的蝌蚪碰巧到达那里,吸虫就在蝌蚪上安家,在蝌蚪皮肤上钻孔,挤进去。这个过程大约只需30秒钟。我在显微镜下看到了这个过程。”

如果吸虫钻进肢芽体,蝌蚪往往长出新腿,如果多次侵入,那就会长出多只腿。塞辛斯可以在实验室里模拟这个过程:如果他在适当的时候把小水珠注入蝌蚪皮下,他就有20%左右的机会人工培育多肢蛙。

但寄生吸虫的侵扰不能解释明尼苏达州的畸形蛙,它们大都是缺腿的。塞辛斯对那些缺腿蛙作出了极不相同的结论。他在解剖缺肢蛙时注意到一种现象:“许多缺肢蛙出现再生过程。”他解释说,成蛙不能再生失去的肢,但变态蝌蚪能再生。然而,出乎这一论点的预料,缺肢只长出残余部分。”所以当你看见缺肢蛙时,而且长有小瘤或尖东西,你就应该知道它失去了肢,而不是发育缺陷。”换句话说,不知是什么东西扯掉了它的腿,也许是某种食肉动物。

当塞辛斯研究开始再生的明显复合特征时,他至少在一种情况下发现了“穿过肌肉的一块痕迹表明是攫取该目标的猛禽嘴所为。所以我们也许正看见一只白鹭或苍鹭在攻击那些蛙呢。”

明尼苏达州大学水与环境中心的生态学家露辛达 · 约翰逊(Lucinda Johnson)反对说:“等一等。食肉动物会突然变得无能,我不明白它的意义。”

明尼苏达州大学爬虫学家戴维 · 霍佩(David Hoppe)表示同意。他说,他的若干调查地点儿乎都没有发现任何种类的食肉动物。去年春天他对弗吉尼亚联合会会员说:“如果畸形蛙的起因是自然的,那就告诉我,我们以前为什么没有注意到这个畸形数目。”

9月30日,由于明尼苏达州污染管理局佩德 · 拉森(Peder Larson)发出“水里有某种物质”的通知,所以科学家们从食肉动物理论后退了一大步。国家环境保健科学研究所进行的实验中,研究人员用取自明尼苏达州“热点”,发现大量畸形蛙的池塘水样培育了蛙胚胎。他们发现大约75%的胚胎发育成了畸形蛙,可是他们用普通水却没有培育出一个畸形蛙。

尤其令人震惊的是研究人员用靠近热点的四所住宅水龙头取得的水样培育了一些蛙胚胎,其中不少胚胎也是畸形的。现在州政府官员正向这些住宅主提供瓶装水,以前他们的自来水是从水井抽取的。

即使科学家们查明了明尼苏达州池塘水中的物质,鉴定了与巴拿马蛙死亡高潮有关的病原体,也不能解释别地的蛙问题。虽然两栖动物的世界性减少是毫无疑问的,但罪犯不止一个。实际上,蛙正因许多集中压力而处于困境中。

生态毒理学家邓森说:“显然,一切具有共性的现场,其唯一的世界性单纯因素是人类正以多种方式破坏地球。和大部分其他物种一样,两栖动物正在受到影响而不断消失。”

[Popular Science,1997年12月]