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青蛙是佛罗里达州第一批来自加勒比海的脊椎动物
发布时间：2023-11-07 16:02:07编辑：向美晨来源：
海地森林深处生活着蓝眼拉霍特腺蛙(Eleutherodactylus mudulifer)，这种蛙曾经有 20 年没有被科学家观测过。它属于加勒比地区的一个不同属，其中还包括更常见的科基蛙(Eleutherodactylus coquí)，它是波多黎各的文化标志。现在，一项新的化石研究表明，刺五加属的青蛙是地质学上在佛罗里达州发现的最古老的加勒比脊椎动物。他们到达北美的时间也比之前想象的要早得多。
尽管科学家知道一些北美青蛙起源于加勒比海，但他们缺乏化石证据来表明这种运动何时以及如何发生。但佛罗里达大学的研究生玛丽亚·瓦列霍-帕雷哈 (María Vallejo-Pareja) 利用未经研究的化石收藏将这些点联系起来。
“知识上存在差距，但答案一直在我们眼皮底下，”该论文的第一作者瓦列霍-帕雷哈说。“我们已经有了化石，这些化石是从 20 世纪 70 年代到 90 年代收集的。我们只是没有对它们进行研究。”
科学家对青蛙的进化史没有完整的记录。数据分析显示，在 6600 万年前白垩纪-古近纪大规模灭绝导致恐龙灭绝之后，青蛙家族经历了快速多样化。在接下来的几百万年里，青蛙继续多样化。它们在渐新世时期首次出现在佛罗里达州的化石记录中，该时期持续了大约 34 至 2300 万年前。然而，这些时代的记录并不完整。
这是因为与其他脊椎动物群体相比，青蛙的研究还不够充分，而青蛙古生物学领域尤其小。
当佛罗里达博物馆的研究人员在佛罗里达州的古生物遗址(包括布鲁克斯维尔 2 号和 Live Oak SB-1A 地点)发现了大量可追溯到渐新世的青蛙化石时，这就构成了挑战。由于在 20 世纪 70 年代到 90 年代收集许多化石时，青蛙并不是研究的重点，因此它们被储存起来，一直待在那里，没有被研究，直到瓦列霍-帕雷哈的项目为止。
瓦列霍-帕雷哈将佛罗里达州遗址发现的化石与包含已灭绝和现存青蛙标本的现有收藏进行了比较，其中包括佛罗里达博物馆的拉霍特腺蛙样本。她发现大部分收集到的化石都属于刺五加属，通常被称为雨蛙或强盗蛙。
雨蛙有四处迁徙的历史。它们起源于加勒比海，其祖先早在 4700 万年前的始新世时期就从南美洲散布开来。一旦到达这些岛屿，祖先种群就通过称为适应性辐射的过程迅速多样化为多个物种。查尔斯·达尔文 (Charles Darwin) 在加拉帕戈斯群岛记录的雀类就是一个典型的例子，那里的一种迁徙物种在填补新的觅食生态位时迅速进化为至少 13 种不同的物种。
如今，在加勒比海以及中美洲和北美洲的部分地区发现了雨蛙。该属已知最古老的化石属于科基蛙，它在加勒比海森林中生存了至少 2900 万年。在 20 世纪 70 年代和 80 年代，它被无意中通过苗圃植物引入到佛罗里达州和夏威夷，现在在这两个州都被视为入侵物种。
DNA 分析使科学家们相信，加勒比海的Eleutherodactylus青蛙在 16 至 1100 万年前的中新世中期首次抵达中美洲，然后扩散到北美。然而，这项研究的化石显示，雨蛙在渐新世晚期就出现在佛罗里达州，比有记录的雨蛙扩散到中美洲的时间早了几百万年。
雨蛙显然很擅长四处走动，但尚不清楚它们是如何到达佛罗里达的。最有可能的情况是通过漂浮物或其他漂浮碎片在水面上扩散，但据估计，当青蛙到达时，佛罗里达半岛的大部分地区仍处于水下。陆地之间距离的增加将使他们的旅程比今天更长、更危险。
可能存在不同的扩散事件，但瓦列霍-帕雷哈表示，这一假设需要通过在中美洲发现更多化石来检验。然而，由于青蛙体型小且流动性强，因此很容易低估某个地区青蛙的存在，并且很难追踪它们的扩散情况。
“这些化石有几毫米大，”瓦列霍-帕雷哈说。据估计，最小的青蛙化石从鼻子到后端只有 16 毫米，比一美分硬币还小。“因此，在不损坏或丢失它们的情况下与它们一起工作，是一个令人惊叹的时刻。我的意思是字面上的意思，因为如果我拿着化石坐在显微镜前，打喷嚏或呼吸困难，它就会消失。”
虽然雨蛙现在在北美和中美洲广泛分布，但这些发现表明佛罗里达是雨蛙的第一个家园，那里有有趣的伙伴。Live Oak SB-1A 和布鲁克斯维尔 2 区(大量发现雨蛙化石的地点)的其他灭绝动物包括熊犬、碎骨狗、类似黄鼠狼的食肉动物、松鼠、海狸和兔子。
Eleutherodactylus是迄今为止已知的最早关于加勒比脊椎动物传播到佛罗里达州的记载。化石证据表明，在渐新世和中新世期间，啮齿动物和蝾螈进行了相反的旅行，从北美迁移到加勒比海，但从岛屿迁移到佛罗里达的证据很少。加勒比蟾蜍、蛇和蜥蜴在接下来的中新世时期发生了交叉，但这些记录尚无定论，需要进一步研究。
瓦列霍-帕雷哈希望她的论文创建的方法和数据将有助于支持青蛙古生物学研究，并对已经完成的出色工作表示钦佩。我们只是需要更多，她说。她创建了研究中使用的化石骨骼的数字 3D 模型，为对该领域感兴趣的人们提供了更多信息。她说，古生物学家可能会发现一块青蛙骨头，但不知道它是什么。现在，他们有了一个额外的参考点。
未来，瓦列霍-帕雷哈希望利用她在这项研究中开发的一些方法来了解青蛙如何适应环境变化。尽管青蛙成功地在许多重大灭绝事件中幸存下来，但它们对温度和降水等变量的变化非常敏感。
“盛冰期期间青蛙发生了什么?” 她问。“它们变小了还是变大了?它们的多样性是减少还是增加了?他们活下来了吗?如果能够回顾过去，看看青蛙是如何反应的，那就太好了。”
佛罗里达博物馆的爱德华·斯坦利、乔纳森·布洛赫和大卫·布莱克本也是这项研究的共同作者。
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