湘西北红点齿蟾的洞穴生活及其蝌蚪生长发育特点

摘 要：红点齿蟾Oreolalax rhodostigmatus Hu et Fei， 1979（无尾目.角蟾科）是中国特有种，也是当今世界上两栖纲中稀有的几种洞穴无尾目Anura动物之一，主要分布在我国武陵山地区。研究了湘西北地区不同产地的红点齿蟾在形态结构、繁殖期等方面的差异：并依据繁殖期、采集日期、发育阶段、变态和全长、体长等基本素材创建了年龄组，则算法测算年龄：着重报导了洞穴环境的特点以及红点齿蟾蝌蚪的生长发育特征和它们在洞穴中生活适应的意义。

关键词：中国湖南；红点齿蟾；洞穴环境

中图分类号：Q954.3；Q16

文献标识码：A

文章编号：1007-7847（2014）06-0494-06

红点齿蟾Oreolalax rhodostigmatus Hu et Fei， 1979 （无尾目，角蟾科）是中国的特有种，是珍稀洞穴蟾类之一：刘承钊等、胡淑琴、费梁等研究、报导了蝌蚪及其成体的形态特征，记载了蝌蚪习性等，并确立为新种。洞穴动物是指生活于洞穴或地下河环境的所有动物，洞穴环境的特点是没有阳光、湿度较大、温度较恒定。长期生活在洞穴中的动物，适应这种封闭的环境系统，它们的感光器官退化，触觉器官较发达；皮肤色素细胞退化呈透明或半透明状；新陈代谢较缓慢等。一般认为洞穴动物是由地表动物转化而来，洞穴动物的发生和变化是长期过程，不同动物的变化不会完全一样，也不会完全同步，它们的特化程度多种多样的。这就需要更多地了解洞穴动物退行演变和对特殊环境的适应。本研究以湘西北武陵山区沅陵县火场乡无缘洞、张家界市永定区岩排尖和桑植县天平山吊水眼的红点齿蟾为研究对象（图l），研究其形态结构差异、繁殖期，创建了年龄组测定年龄法，着重报道蝌蚪的牛长发育和洞穴生活的环境特点等，并讨论它们洞穴生活的适应意义。希望更多学者关注洞穴两柄动物，促进有关学科研究发展，使这些珍稀动物得到更好的保护。

1 材料与方法

1.1 材料

2008年7月谷祺在桑植县公山保护区吊水眼（N 29。48'45”，E 110。10 '30”）采到红点齿蟾青年个体1.HNUL 08071703（图2A），成体2，HNUL 08071901和HNUL 08071902 （图2B～D）。沈猷慧于1994年4月在张家界市永定区岩排尖（N 29。05'08"，E 110。35'05"）、2002年5月在龙由县飞虎洞、2006年11月在沅陵县火场乡下寨村无缘洞（N 28。58'45".E 110。30'56"）等处共采集红点齿蟾蝌蚪29条；还采有尤山县犀牛洞的红点齿蟾蝌蚪标本l条。这些标本保存在湖南师范大学生命科学学院动物标本馆和湖南省桑植县公山国家级自然保护区标本室。

1.2 研究方法

按常规采集、记录、拍照。依照《中国动物志两栖纲》标准对标本进行测量，测量工具为游标卡尺，精度为0.02mm，数据记录精确度为0.1 mm。采用奥林巴斯（Olympus）双简体视显微镜检测蝌蚪，解剖观察性腺发育、鉴别性别及推测繁殖期。

由于红点齿蟾特殊的繁殖习性以及产卵场的特定环境，要商接观察记录其蝌蚪的生长、发育到变态伞过程是十分困难的，因此我们创立了“年龄组测算蝌蚪生长发育年龄方法”，其原理和方法如下。

1.2.1 原理

根据作者观察分析以及刘承钊等、胡淑琴等、费梁等报导的理论推断：在同一时间、同一地点可以见到同一种群的小同发育阶段的红点齿蟾蝌蚪，说明它们有多个年龄组。成熟的两栖动物每年都可能繁殖，一般每年繁殖一次，同种群的蝌蚪发育大致是同步的。若蝌蚪发育到变态登陆需要多年，就可同时看到该种多个发育阶段的蝌蚪，同一时期有n个阶段，则可能需要n个年度才能完成变态。利用这一规律可以测算该种蝌蚪从受精卯到完成变态的时间和特点。

1.2.2 蝌蚪的生长发育的测算依椐

1）已在4、7、11月采集到3批不同季节、不同大小的蝌蚪，它们明显分为3个年龄组。但同一时间、同一地点只可见到2个年龄组，因繁殖期是在8月之后（包括8 月），变态是在7 月之前（包括7月）完成，两者不重叠；2）精确的记录和标准的测量；3）根据解剖观察雌体的性腺发育和历史记录，已取得较可靠的繁殖和变态的时期；4）无尾曰蝌蚪发育过程已很清楚，且已有分期标准；5）在湘西北红点齿蟾几个采集地（蝌蚪生活的阴河中），生存条件如气温、水温、水质和食物条件基本一致。这样就可以根椐身体全长、体长，发育阶段以及采集的日期等特点，推算出蝌蚪的大致月龄，用Excer （2003）文挡制定它们的生长发育曲线表，找出其生长发育的特点。

1.2.3 蝌蚪年龄组的划分方法

首先将繁殖期作为受精卵发育开始的日期，采集日期作为蝌蚪的特定月龄段终止时间；第二步以繁殖期为界初定年龄组：即在繁殖期后某地采到两个年龄组的蝌蚪，是当年和第2年的两组蝌蚪；若在繁殖期前采到两个印龄组的蝌蚪则址第2、3年的两组蝌蚪；第三步确定年龄纰：以Gosner的发育分期方法表达该年龄组蝌蚪的发育阶段，以及蝌蚪的全长、体长和完成变态登陆时期为标准，区分是当年还是第2年蝌蚪，或是第2年还是第3年蝌蚪；第四步将确定年龄用繁殖期、采集期折算，得出该组蝌蚪的月龄。

自然条件下红点齿蟾的生长发育：因个体、环境条件、食物以及地域的差异，它们的繁殖期、蝌蚪的生长发育时期等存在一定的变化幅度。 例如它们的变态登陆就可以在5、6月或7月。因此本文以”月龄”为单位来记载它们的生长发育时期，结果报导如下。

2 结果

2.1 湘西北红点齿蟾的形态结构

2.1.1 蝌蚪的形态描述

蝌蚪（图2E―H）的形态特点是皮肤透明、色素细胞不显、体型大而匀称（本文测量最大者全长可达116.5 mm）；体高是头体长的31.9%―37.8%，体宽是头体长的41.2%～51.7%，尾长是头体长的117.9%～146.5%，尾高是头体长的35.0%～39.9%：吻端圆突，鼻问距小于眼间距，眼较小但明显、虹彩呈黑褐色；头后部略隆起，背脊中部凹入明显，其两侧有8～10对隆起的肌节；尾长、尾鳍起自第7―8对肌节间巾线，上尾鳍较平直，尾末端略向上翘：与其他地方产红点齿蟾蝌蚪相比：出水管短、稍膨大、孔口小，紧贴在体左侧中下部（图2G）。蝌蚪的唇齿结构以I：（1+1）：I：（7+7）/（8+8）：I形式为主；和其他地区同种蝌蚪一样角质颌缘有一列锯齿状突起，全为黑褐色（图2E、F）。

2.1.2 成体量度

红点齿蟾成体量度（mm）：体长（SVL） 49、69.5、早71.5；头长（HL） 17.7、25.4、25.6；头宽（HW）16.8、25.9、26.0：吻长（SL） 7.3、10.6、10.7；鼻间距（IOS） 5.0、6.4、6.1；眼间距（IOS） 6.2、7.4、7.5；眼径（ED） 6.2、9.2、9.3；鼓膜（TD） 3.6、4.0、4.3；前臂及手长（LAHL） 26.7、39.6、40.2；后肢长（HLL） 62.9、96.5、96.4；胫长（TL） 20.4、29.6、30.0；足长（FL）20.7、32.3、32.2一与其他地区的红点齿蟾相比，成体头部稍高.不甚扁宽（图2A～D）。腋腺不在胸侧而接近腋窝，形状不是正圆形或椭圆形，有点像长方形，橘红色稍扁平，股腺椭圆形、较大，位于股后靠外端（图2C）。

2.2 生活的洞穴及繁殖资料

2.2.1 蝌蚪生活的洞穴环境

作者采集的所有红点齿蟾蝌蚪都是生活在溶洞中.不同溶洞大小和形状不一，距地面深度依山势而有区别。从洞口斜下入洞道，洞道一般是与地表河面平行；和一般溶洞相同洞口明亮，入洞后不远变暗，再深入是一片漆黑；通常冬暖夏凉，气温变化幅度不大。据在桑植县及相邻的石门县相似条件洞穴测量，深处常年保持在12―16 ℃左右.即使盛夏也不超过20 ℃。蝌蚪生活在流动的阴河中，但不是每个洞系都有分布，在溶洞群中，只有少数洞中存在；在有分布的洞中，也只是在该洞系的局部阴河中分布。它们栖息处距洞口远近不一，如在吊水眼距洞口 30～40 m，在黑暗地方有深潭；又如在无缘洞内蝌蚪栖息在近千米处甚致更远的地方，小溪为砾石底、水浅；在阴河中蝌蚪喜栖于溪水较深的水凼中，一般水深在20～30cm左右，水清澈，无色无味。溶洞通风良好，常不止一个洞口，有的还与天坑底相通（如无缘洞、犀牛洞）。洞中曾见到有蝙蝠、螃蟹、蜘蛛等动物。

2.2.2 红点齿蟾的繁殖资料

日前还没有见到直接观察的红点齿蟾繁殖记录。根据作者2008年7月19日在湖南省桑植县吊水眼采到2号雌体解剖观察：卵较大、卵巢内卵径为2.3、2.5 mm，呈淡黄色，卵巢内卵发育一致，均未产卵；可以认为在年繁殖期内是一次性产卵类型；左侧卵巢内约有卵40多枚。同时还有2只雄体（其中1只逃脱1和雌体们呆在一起，解剖观察该雄性为青年个体（性腺尚未充分发育）。依据以上青况推测桑植县红点齿蟾的繁殖期在7月底到8月。

2.3 红点齿蟾蝌蚪的生长发育及和年龄组的划分

2.3.1 沅陵县无缘洞蝌蚪标本的年龄组特点及划分

2006年11月初采集红点齿蟾蝌蚪11条，明显可分为2个年龄组：第1年龄组5条（小的），全开（55.5±8.9） mm （48.6～67.7 mm）、体长（19.6±2.8）mm（18～23.8mm）：它们鳃盖褶封闭，出水管在左方侧已形成，属25期蝌蚪（以下蝌蚪分期均依此法划分），是当年的蝌蝌，若8月繁殖则为3月龄左右。按常理，在繁殖期加上受精卵的孵化期后见到的小蝌蚪，才可能是当年的蝌蚪。第2年龄组6条（大的），全长（98.1±18.4） mm （71.5～116.5mm）、体长（36.7±7.1） mm （27.5～43.7 mm）。其中有2条后肢芽未出现，还应属25期蝌蚪；另外4条均出现了后肢，在这4条当中：37期蝌蚪l条，后肢达12mm，5趾明显分离；35、36期蝌蚪各1条；还有1条后肢芽长（L）大于或等于后肢芽直径（D）的一倍半（L≥1.5D），属29期蝌蚪，约15个月龄。由于采集时间是11月，不可能见到即将完成变态期蝌蚪，预计要在第3年5～7月才能完成变态。据费梁等2009年记载.在5～7月多次见到将完成变态个体。

2.3.2 张家界永定区岩排尖蝌蚪标本的年龄组特点及划分

1994年4 月 22日夏初采集红点齿蟾蝌蚪10条（包括l条残体），明显可分为2个年龄段。其中属第2年龄组8条：全长（77.6±7.7） mm （67.1～85.1 mm）、体长（29.5±3.2）mm （23.9～31.4tnm），外鳃被鳃盖膜掩盖，出水管形成，尚未出现后肢芽，属25期蝌蚪（当时繁殖期未到，只可能是去年8月繁殖的蝌蚪。不可能是当年繁殖的蝌蚪），约8月龄：第3年龄纰个体1条，全长111.6 mm、体长41.4 mm、后肢全长4.8 mm.股、胫、跗趾分化，后足出现3趾，属32期，约20月龄期。未采到即将完成变态蝌蚪，估计这批蝌蚪需在6～7月才能长出前肢完成变态为幼蟾。费梁等（2009）报道：一个前肢已伸出的变态者（42期蝌蚪）全长100.5mm、体长40 mm；一个已具四肢的变态蝌蚪，室内j养15 d后，体长34.7 mm，尾仅残留4 mm（应为45或46期即将完成变态蝌蚪）

2.3.3 桑植县天平山吊水眼蝌蚪标本的年龄组特点及划分

2008年7 月 19日采集红点齿蟾蝌蚪6条，属第2年龄组，全长（93.4±14.9） mm （67.5～110mm），体长（35.6+4.2） mm （29.5～42 mm），均未出现后肢芽。尽管个体很大，根据参考文献的标准判断，还是属于25期蝌蚪，约11个月龄。采集时间在7月19日，没有见到即将登陆的个体；因繁殖期尚未到，也不可能见到当年孵化的蝌蚪。

2.4 湘西北红点齿蟾蝌蚪月龄组的综合、生长曲线和蝌蚪发育生长特点

2.4.1 蝌蚪的月龄组综合

将上述不同年度、月份、地点采集的红点齿蟾蝌蚪，以繁殖期为受精卵发育开始日期，以采集日期为月龄点；根据全长、体长和发育期，按月龄多少组合成一个梯队，这就像是对该蝌蚪生长发育的系列观察，从而得出湘西北红点齿蟾蝌蚪的生长发育简要历程表（表1）。

2.4.2 蝌蚪生长曲线

综合三地红点齿蟾蝌蚪各月龄组的全长、体长，从小到大依次排列：以全长、体长的平均值为纵坐标，以推算月龄为横坐标，用Excet 2003文挡制成牛长曲线表（图3）虽然是三地标本，但总体上协调同步，以月龄组来推测红点齿蟾蝌蚪的发育，从受精卵到蝌蚪完成变态历时22个月龄左右（即从第1 年 8 月繁殖开始，依次为第1年11月、第2年的4、7月3次采集，代表第1年有1个月龄组、第2年有3个月龄组、第3年有2个月龄组，在第3年6月前后完成变态登陆）。从图中可以看出“全长曲线“波动较大，“体长曲线”则较平稳。主要是蝌蚪尾长受环境因子影响较大，而且在变态时尾部还作为营养供动物体生长所需，变态完成时尾就全萎缩；体长的增长相对稳定，全长和体长的生长曲线符合无尾两柄动物蝌蚪的生长规律。在研究中深知，洞穴两栖动物蝌蚪生长研究在实际操作中必须注意，虽然是随机取样，但一定要在各代表时期，采到各个年龄段的标本。作者没采到即将完成变态期登陆的蝌蚪，费梁等多次观察到即将完成变态个体并作了记录，作者引用这个记录，取得完整的结沦

2.4.3 红点齿蟾蝌蚪的生长发育特点

综上所述可知，红点齿蟾的蝌蚪有下列明显特点：1）个体特大：a.全长绝对值大，测量29～37期蝌蚪5条，全长（TOL）达（109.4±8.3） mm （95.6～116.5 mm）：h.蝌蚪全长（TOL）与成体长（SVL）比值大，与采到的成熟雌体体长（SVL）之比为1.52倍，蝌蚪全长明显大于成体长，而一般蛙和蟾蜍蝌蚪伞长均小于成体长：2）蝌蚪生长发育期长，受精卯需近2年即在第3年5～7月才能完成变态、登陆成为小红点齿蟾；3）第25期蝌蚪发育期长：据观察红点齿蟾的受精卵在3个月之内已发育到25期蝌蚪，但25期蝌蚪发育到26期需经过近1年的时间。因在第2年7月19日吊水眼采到11月龄蝌蚪6条，全长均值93.4 mm，体长均值35.6mm，尚未出现后肢芽.还是属25期蝌蚪。要到第2年l1月约15个月龄时，身体大小从全长49mm左右长到全长（108.8±9.5） mm （95.6～116.5mm），体长从18 mm左右长到（40.6+4.7） mm（33.8～42.7 mm）才出现后肢芽或小后肢（已超过26期.达29、35、36、37期）。可称之为大生长期，这是红点齿蟾蝌蚪生长发育的另一明显特点。

3 讨论

3.1 红点齿蟾是一种特殊的洞穴动物

依据洞穴动物与洞穴的关系和它们的特化程度的差异，法国学者Schiner（1854）把洞穴动物分为三类：真洞穴动物（Troglobites）、半洞穴动物（Troglophiles）和客居动物（Trogloxenes）；大多数学者沿用这一分法，但也有学者分为两类：即真洞穴动物和洞栖动物。红点齿蟾蝌蚪生活在黑暗洞穴的阴河中，皮肤透明无色，眼退化较小，生长发育迟缓，应该是真洞穴动物；但成体仅繁殖期来到洞口弱光区，其他时间在洞外活动，身体受涮穴黑暗生活影响很少，仅是客居动物或洞柄动物，无尾两栖动物发育过程具变态，有独立的幼体生活期，幼体向完伞穴居生活方式发展；而成体在保留洞栖繁殖的特点下，更多地向地表生活方式发展。这样可以获得较丰富的食物和活动空间，有利于物种的生存竞争。无尾两柄动物的变态发育，才使它们有可能获得此成体和幼体皆相宜的适应特点，是一种特殊的洞穴动物。

3.2 红点齿蟾的蝌蚪适应洞穴生活

两栖动物和其他动物一样，常将自己的受精卵置于环境优良、食物丰富的适宜地方，为后代的成长、繁衍提供良好的条件。但洞穴深处没有阳光也没有绿色植物，有机物虽可以通过裂隙渗透但量少；在红点齿蟾蝌蚪栖息的阴河虽有与地表相联系的通道，但是洞深、水清、食物贫乏。为什么大自然给红点齿蟾选择洞穴这样的环境？在深入调研中发现洞穴中食物虽贫乏，但竞争对手少、敌害也很少，是个安伞的、安静的环境。洞穴深处冬暖夏凉，代谢消耗更低，食物虽贫乏，但可以有较长的时间（蝌蚪生长发育到完成变态需近2 年时间）安全地生长发育。它们的蝌蚪可以长得相对较大，在变态时及变态后有较强的生存竞争力、获取更多的生存机会。据报导红点齿蟾在武陵山区多处洞穴中有分布，与地表其他齿蟾相比它们数量较少、分布较广，这也是生物适者生存的道理。

3.3 红点齿蟾蝌蚪从25期发育到26期需要的时间较长

根据2008年7月19日采到的6条，全长（93.4±l 4.9） mm（67.5～110 mm）、体长（35.6±4.2）mm（29.5～42 mm）的蝌蚪（约11月龄），均未出现后肢芽，确实还是25期蝌蚪。到11月（15月龄）才采到具后肢芽或己发展成具后肢的蝌蚪（己超过26期）。这是事实，不是推测。我们常见的两柄动物如黑斑侧褶蛙（P .nigromaculatus）和中华蟾蜍（B. gar-garizams）从受精卵发育到变态成小蚌或小蟾蜍只需约2个月就能完成。为什么红点齿蟾的蝌蚪发育变化需这么长时间？据研究其繁殖期、蝌蚪生长和变态记录等推算：红点齿蟾从第1年8月份繁殖，受精卵发育到蝌蚪，生长发育要在第3年的5到7月（约22个月左右）才能完成变态发育成小红点齿蟾，可见蝌蚪整体发育时间很长。同时，时问并不是平均分配。在鳃盖褶闭合前和后肢芽出现后，蜊蚪各个发育期较快的完成，只有25到26期需时特长、这是红点齿蟾蝌蚪发育生长的特点，与该物种的遗传特性有关，也与洞穴牛活的适应特性有关。更透彻的解释还需要更深入的研究，找出这个物种蝌蚪发育的特殊规律的原理才能解决。

3.4 需要很好地研究和保护珍稀洞穴动物红点齿蟾

红点齿蟾是我国特有的珍稀无尾两柄动物，主要分布在武陵山区，栖息在溶洞之中。蝌蚪皮肤无色半透明，成体褐色有鲜艳的橘红圆斑；在生理、生态、遗传和动物地理分布方面都有重要研究价值它们分布在偏远山区人迹罕至的地方，生境狭窄、食物贫乏、数量稀少，生存极易受到威胁，需要研究以及更好的保护。危及种群安全的因素有修路、水利建设以及旅游开发等。但同前最主要、最现实的威胁是旅游开发。在湘西北红点齿蟾分布区内许多县都在做溶洞开发项目，例如张家界的黄龙洞、龙山县火岩溶洞群（其中之飞虎洞就有红点齿蟾分布）、桑植县的九天洞等等就是较为典型的例子。试想每日有数以千计的游客拥入该溶洞，且不说人们的伤害，单就这里的空气污染，温度和湿度变化，垃圾、尘上和强烈的探照灯光，都可能严重威胁涮内珍稀动物的生存。给红点齿蟾留下一片适于它们生存的生境是人们的责任，只要给予足够的重视，问题不是没有解决的可能。这里溶洞群而积都很大，如黄龙洞有10 5m2（10万平方米），全长7.5 km，游廊长15 km；火岩溶洞群景区面积80 km2；九天洞而积约25 xl0 5m2（250万平方米）（上述而积来自各景点的景区介绍）。这些溶洞都是由许多涮系和阴河组成，划出一块与旅游区隔离的供它们生存、繁衍的小生境，还是有可能的。事实上每个洞区都不是全部开放的，只是需要调研选出一块适宜的洞系（最好是原地保护），做好隔离设施，加强管理，就有可能保护好这些珍稀的洞穴动物。但目前溶洞的开发项目几乎无珍稀洞穴动物保护的设想，建议在溶洞开发立项时就把珍稀洞穴动物保护列入计划，邀请有关专业人上参加设汁、共同研究，为了孙后代留下这些珍贵的动物资源。而专业人士则需要深入研研，提高自己的业务水平，以便将保护工作做得更好。

红点齿蟾是中国的特有种，我国两栖动物学界老前辈刘承钊、胡淑琴以及费梁、叶昌嫒等十分关注它们，先后从20世纪50年代到2l世纪做出许多了杰出工作。我国对洞穴动物的系统研究起步较晚，20世纪70年代开始发表笫一个盲鱼新种，但是在最近几年，仿生态利用洞穴养殖大鲵已经取得不俗成绩从洞穴角度研究无尾两栖动物的生物特性还较少，期盼有更多的学者对洞穴和洞穴两柄动物的研究作出更突出的成绩。