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木蛙 |
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木蛙( 英语：Wood frog，学名：Lithobates sylvaticus 或 Rana sylvatica ) 是一种在北美广泛分布的青蛙物种，因其耐冻性、相对较大的陆生性蛙类、栖息地（泥炭沼泽、春季水池、高地）关联和相对远距离的活动范围，引起了生物学家的关注。
目录
体态特征
木蛙的长度从 51-70 公分（2.0 到 2.8 英寸）不等。雌性体长比雄性大。体色可能随季节产生变化，个体青蛙能够改变它们的颜色，在不同时间呈现出不同的浅棕色和深棕色；当暴露在阳光下会导致变黑。成蛙通常是棕色、棕褐色或铁锈色，有深色眼罩，下体呈淡黄色或绿色，腹部可能有隐隐的斑驳。觅食方式与其他蛙类相似。它由猎物的运动触发，由以张开嘴为终点的身体弓步和伸向猎物的舌头组成。快速的舌头附著在下颚尖端附近的口腔底部，当嘴巴闭合时，舌头平放，从其附著点向后延伸。
独特习性
奇妙的是木蛙整个冬天都不排尿也不会被憋死，甚至可以8个月不排尿。如果它们真的像其他动物那样在冬天正常排尿，那它们真的可能会死。也就是说，憋尿有利于生存。科学家一直想懂它们是如何通过“憋尿”来维持生命的延续的。几位科学家对木蛙进行了长期的研究就发现了其中的奥秘，并且还把他们的发现发表到了英国期刊皇家学会报告生物科学版（Proceedings of the Royal Society B）？木蛙在气温达到零下时，只需要十分钟，皮肤表面就会开始结冰；三个小时，就可以冷冻动脉和静脉，让心脏和大脑停止工作；24小时以内，全身上下就会有65%被冷冻，最后就完全冻成一个冰疙瘩。按理说，如果完全被冻上，基本上就等于没了。
谜团解开
木蛙的神奇技能在这个时候就发挥出来了。它们会在冬季来临之前大量吃喝，然后开始“憋尿”，其尿液中的主要成分就是尿素，而它们的肠道中存在著一种微生物，可以对尿素进行回收，可以把这些尿素转化为葡萄糖和血糖。葡萄糖和血糖可以充当防冻剂，保护住木蛙的细胞和组织，保证器官和肝脏内的水分不会凝结。当天气回暖的时候，木蛙随著外界气温的升高，体温也会慢慢升高。此时，防冻剂还能起到延缓解冻的作用，让木蛙不至于一下子就被解冻，而是慢慢解冻，这个时候，木蛙就会重新活过来。[1]
耐寒性
与其他在土壤或落叶层接近地表进入休眠的北方青蛙类似，木蛙可以忍受血液和其他组织的冻结，尿素在组织中积累，为越冬做准备，肝糖原大量转化为葡萄糖以响应内部冰的形成。尿素和葡萄糖都作为冷冻保护剂来限制冰的形成量并减少细胞的渗透收缩。
低温下存活
在加拿大南部和美国中西部发现的青蛙可以忍受 -3 到 -6°C 的冰冻温度。木蛙已经采取了各种生理适应，使它们能够忍受全身水分的 65-70% 的冻结。当物质冻结时，细胞中会形成冰晶并破坏结构，因此当物质解冻时，细胞会受损，冻蛙还需要忍受氧气输送到组织的中断以及细胞的强烈脱水和收缩当水从细胞中抽出冻结时。
死而复生
木蛙可以把身体当中的淀粉转变成葡萄糖或者是血糖，这一神奇的本领使得木蛙得以起死回生。木蛙具有极强的抗寒能力，随著气温的下降，哪怕是零下，木蛙也能把自己冻成一块“冰”，通常在零摄氏度以下十分钟内，木蛙的面板表面就开始慢慢的结冰，在二十四小时内，木蛙身体里各个组织器官百分之六十五都会被冻住，整体呈一个硬邦邦的冰块状态。等到温度回升后又自己解冻。[2]
适应性
但是木蛙已经适应了一些特性，可以避免它们的细胞在冷冻时受损，而在解冻时，它们的细胞中含有葡萄糖，可以防止冰晶形成，木蛙已经进化出各种适应能力，使其能够有效地对抗长期缺血/缺氧和极度细胞脱水。木蛙利用的一个关键机制是大量葡萄糖的积累，这些葡萄糖充当冷冻保护剂。如果不超过 65% 的全身水结冰，青蛙可以在冬季的许多冻融事件中幸存下来。木蛙在肌肉/内质网 Ca 2+ -ATP 酶 1 (SERCA 1) 酶ATP 结合位点有一系列七个氨基酸取代，这使得该泵在相对于不太耐寒的物种（例如Lithobates clamitans ）在较低温度下发挥作用）。对北部亚群的研究发现，与在其分布范围内的温带地区相比，阿拉斯加林蛙的肝糖原储备更大。这些同种体还显示出促进冷冻的糖原磷酸化酶的更高酶活性。
分布范围
木蛙分布从北部的北方森林延伸到阿巴拉契亚山脉南部，有几个显著的分离种群，包括北卡罗来纳州东部的低地，它是阿拉斯加分布最广的蛙类。连续的木蛙范围从东部的乔治亚州北部和加拿大东北部到西部的阿拉斯加和不列颠哥伦比亚省南部。
栖息地
木蛙是栖息在森林中的生物，主要在短暂的淡水湿地中繁殖。个体林蛙在它们的繁殖池和邻近的淡水沼泽、凉爽潮湿的峡谷和/或高地栖息地中分布广泛。近年来，木蛙的生态和保护引起了研究的关注，因为它们通常被认为是短暂湿地中的繁殖者，它们本身比在其中繁殖的物种更危险。木蛙为纽约州官方归类的两栖动物。
季节变迁
成蛙在潮湿的林地、森林沼泽、沟壑或沼泽中度过夏季。在秋季，它们离开夏季栖息地并迁移到邻近的高地越冬。有些可能会留在潮湿的地方过冬。冬眠往往在土壤的上层有机层中，在落叶下。通过在繁殖池附近的高地越冬，成虫确保在早春短暂迁移到解冻池。木蛙大多是昼行性的，晚上很少见到，除了可能在繁殖合唱团中。它们是最早出现在雪融化时繁殖的两栖动物之一。
喂食
木蛙吃各种小型的森林地表无脊椎动物。杂食性，蝌蚪以植物碎屑和藻类为食，还攻击和吃两栖动物的卵和幼虫，包括林蛙的卵和幼虫。对阿巴拉契亚山脉 5 个池塘中的木蛙扩散模式进行了一项研究，他们报告说，成蛙 100% 忠于第一次繁殖的池塘，但 18% 的幼鱼分散在其他池塘繁殖。
在喂食时，舌头像铰链一样向前摆动，因此通常舌背和舌后表面的某些部分与猎物接触。在进食罢工的这一点上，蛙明显不同于更多的水生石蛙物种，如绿蛙、豹蛙和牛蛙。木蛙只用舌尖接触猎物，就像蟾蜍一样。在这些其他青蛙物种的觅食中，更广泛的舌头表面被应用，结果通常猎物被肉质的舌头吞没，并且相当大的舌头表面接触周围的基质。
再生产
木蛙被认为是爆炸性的繁殖者，许多种群将在一周内进行所有交配。主要是在短暂形成的水池中繁殖，而不是在永久性水体如湖泊等地繁殖。这为成蛙及其卵和蝌蚪提供了保护，免受鱼类和其他生物捕食。雌性将卵附著在水下的基质上，通常是植被或倒下的树枝。最常见的是，雌性将卵与其他卵块相邻放置，从而形成大量的质量聚集。幼虫经历两个发育阶段：受精成自由生活的蝌蚪，以及自由生活的蝌蚪发育成幼年青蛙。在第一阶段，幼虫适应快速发育，其生长取决于水温，死亡率较高。第二个发展阶段的特点是快速发展和增长，并取决于环境因素，包括食物供应、温度和人口密度。
人为伤害
除冰道路盐
众所周知，蝌蚪阶段的木蛙发育受到道路盐分污染淡水生态系统的负面影响。一些研究表明，除冰剂可能对木蛙幼虫造成严重的保护问题。用于道路除冰的道路盐可能对木蛙幼虫产生毒性作用。研究显示，将木蛙蝌蚪暴露于食盐中，发现蝌蚪活动减少、体重减少，甚至出现身体异常。随著盐浓度的增加，存活率也显著降低，变态时间缩短。变态后，一小部分（少于 20%）的幼鱼会散去，永久离开它们的出生池附近。大多数后代返回他们的出生池进行繁殖。特点是一生只繁殖一次，尽管有些会繁殖两到三次，通常根据年龄而有所不同。幼虫和蝌蚪的成功在木蛙种群中很重要，因为它们会影响后代的基因流动和遗传变异。
保护状况
木蛙的生命周期很复杂，取决于多个栖息地、潮湿的低地和邻近的林地。因此，它们的栖息地保护是复杂的，需要综合的景观尺度保护。尽管林蛙并未濒临灭绝或受到威胁，但在其分布范围的许多地方，城市化正在使人口分散。几项研究表明，在某些森林覆盖丧失阈值或超过某些道路密度阈值时，木蛙和其他常见两栖动物开始退出以前居住的栖息地。另一个保护问题是木蛙主要依赖较小的“地理上孤立”的湿地进行繁殖。至少在美国，这些湿地在很大程度上不受联邦法律的保护，让各州来解决保护池繁殖两栖动物的问题。