【摘要】2002-2008年,作者對(duì)云南省德宏州潞西市境內(nèi)龍洞中的洞穴山蛭進(jìn)行了洞內(nèi)觀察和洞外養(yǎng)殖實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明洞穴山蛭終身生活在漆黑的洞穴環(huán)境中,只以蝙蝠血為食,沒有冬眠現(xiàn)象。一年四季都有繁殖行為,因?yàn)槭朗来鸂I洞穴生活而體表透明、背線背紋消失、多數(shù)個(gè)體第5對(duì)眼點(diǎn)退化。
【關(guān)鍵詞】洞穴山蛭 生物學(xué)習(xí)性
一、研究背景
2002年,我?guī)г颇鲜〉潞曛菝褡宓谝恢袑W(xué)科技活動(dòng)小組的學(xué)生去一個(gè)叫龍洞的山洞游玩時(shí),楊榮杰等學(xué)生在洞深200-600米處,發(fā)現(xiàn)許多螞蟥在巖石壁上爬行,學(xué)生問我:這些奇特的螞蟥是否會(huì)爬出山洞?在漆黑的山洞中它們以什么為食?等一些問題。
2002-2008年我們對(duì)這群奇異的終身生活在亙古不見光洞穴中的螞蟥進(jìn)行了6年多時(shí)間的觀察,發(fā)現(xiàn)它們的生存環(huán)境、身體外部特征、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、取食對(duì)象、繁殖行為等習(xí)性都與《中國動(dòng)物志一環(huán)節(jié)動(dòng)物門一蛭綱》所描述的山蛭屬的9個(gè)種2個(gè)亞種有明顯的不同,是未被學(xué)術(shù)界研究和報(bào)道過的洞穴蛭類新種,2005年我們將這群螞蟥定名為德宏洞穴透明山蛭。
中國科學(xué)院武漢水生生物研究所楊潼研究員依據(jù)我們寄去的標(biāo)本和相關(guān)的描述,將這群蛭類確定為新種。定名的洞穴山蛭naemadipsa caw-。Muses sp.nov。并以《洞穴吸血陸蛭一新種在中國云南省西陲的發(fā)現(xiàn)》為題,發(fā)表新種于2009年《動(dòng)物學(xué)報(bào)》第一期105頁。
二、研究方法
1 龍洞內(nèi)的觀察
(1)在伸手不見五指的漆黑的洞穴環(huán)境中我們用電筒、應(yīng)急燈、蠟燭等工具對(duì)這群奇異螞蟥的生物學(xué)習(xí)性進(jìn)行觀察。
(2)2004-2007年,我們每個(gè)月進(jìn)洞觀察記錄1次,在整個(gè)研究過程中共采了200多個(gè)生殖卵繭、500多條大小不同、月份不同的成體、幼體螞蟥標(biāo)本,抓捕了100多只洞內(nèi)蝙蝠,采集了10種洞內(nèi)其他動(dòng)物標(biāo)本和8份巖壁樣品。
(3)在洞內(nèi)放了一個(gè)溫度計(jì),記錄了洞內(nèi)一年四季溫度的情況,用100厘米直尺測量了洞內(nèi)水量的變化。
(4)用數(shù)碼攝像機(jī)拍攝錄像,用數(shù)碼照相機(jī)拍攝照片。通過4年多時(shí)間的攝像、照相(包括夜景模式),我們完整地記錄了這群奇特螞蟥在不見光的洞穴中的活動(dòng)情形,共拍攝了7盤DV帶及2000多張數(shù)碼照片。
(5)將鴿子、老鼠裝在小鐵籠中,再將小鐵籠固定在龍洞內(nèi)有螞蟥的巖石上,第二天去觀察洞內(nèi)螞蟥對(duì)其他動(dòng)物的取食情況。
(6)用人手和腳在龍洞內(nèi)做這群螞蟥對(duì)人體反應(yīng)的試驗(yàn)。
2 在科技活動(dòng)實(shí)驗(yàn)室中的觀察
(1)在科技活動(dòng)實(shí)驗(yàn)室中我們將8個(gè)玻璃水槽分4對(duì),兩兩口對(duì)口地對(duì)接在一起,做成人工透明飼養(yǎng)箱,用于對(duì)所采集的成體、幼體螞蟥和卵繭的人工飼養(yǎng)觀察研究。研究內(nèi)容是這群奇特螞蟥洞外取食、交配、產(chǎn)卵繭等情況,以及洞外成活時(shí)間、成活的溫度條件等情況。
(2)外部特征觀察研究。研究內(nèi)容是用放大鏡和解剖鏡觀察這群奇特螞蟥的成體和幼體的體長、體粗、體表顏色、乳突、背線背紋的情況、體環(huán)數(shù)、口吸盤尾吸盤特點(diǎn)、眼點(diǎn)數(shù)量和分布、出現(xiàn)環(huán)帶的時(shí)間和位置、雄雌生殖孔的位置、卵繭形成的過程。
(3)內(nèi)部結(jié)構(gòu)解剖研究。研究內(nèi)容是在解剖鏡下解剖成體螞蟥,觀察生殖系統(tǒng)中精巢、卵繭的結(jié)構(gòu),消化和排泄器官的結(jié)構(gòu),口吸盤內(nèi)顎及齒的情況。
(4)將鴿子、老鼠、蝙蝠放在裝有螞蟥的人工透明飼養(yǎng)箱中觀察螞蟥在洞外的取食反應(yīng)。
使用的儀器、試劑、工具有:GPS衛(wèi)星定位儀、數(shù)碼攝像機(jī)、數(shù)碼照相機(jī)、恒溫箱、解剖鏡、解剖刀、透明水槽、溫度計(jì)、電筒、竹梯、捕網(wǎng)、甲醛、酒精等。
三、研究結(jié)果
1 洞穴山蛭的生活環(huán)境
(1)龍洞周邊環(huán)境:洞穴山蛭的發(fā)現(xiàn)地位于云南省德宏州潞西市城郊鄉(xiāng)鍋蓋石村境內(nèi)的一個(gè)被老百姓稱為龍洞的古老山洞中。龍洞口海拔1004米,東經(jīng)24°50′,北緯98°65′,洞內(nèi)分上洞和下洞,上洞深數(shù)千米,高2-7米,雨季時(shí)有流水;下洞深800多米,高2-4米,四季有山泉從洞中涌出。龍洞的上方山坡上長滿茂密的雜木林,6-11月有兩種吸血的較小的黑色山螞蟥,龍洞口的下方是傣族的水田,6-11月有兩種較大的吸血的水螞蟥。
(2)龍洞內(nèi)環(huán)境:洞穴山蛭主要分布在下洞深200-600米、不見光的潮濕的巖石壁上,洞內(nèi)溫度一年四季都在20℃-21℃之間。洞內(nèi)水量在夏秋季比冬春季增加4倍左右。
2 龍洞內(nèi)的其他生物
(1)洞內(nèi)溫度恒定,濕度較大,巖壁上有微生物。
(2)從洞口到洞內(nèi)600米處可見小昆蟲、螽廝、蜘蛛、多足蟲和數(shù)量眾多的倒掛在洞壁巖石上的蝙蝠。
3 洞穴山蛭在洞內(nèi)的活動(dòng)情況
在攝像機(jī)的夜景拍攝模式鏡頭中,我們看到在漆黑的洞中,成體大螞蟥多呈群居狀況分布,以所在的區(qū)域統(tǒng)計(jì)可分為10個(gè)群體,共有2000多條。它們多數(shù)都處在緩慢的尺蠖爬行狀況中,少數(shù)倒掛在巖石壁上。透明小幼體多呈倒掛狀況和不停的快速尺蠖運(yùn)動(dòng)中。透明小螞蟥的數(shù)量在8-12月最多。一直沒有觀察到洞穴山蛭爬出山洞的現(xiàn)象。
4 洞穴山蛭在洞內(nèi)的取食情況
在洞內(nèi),多次觀察到的幼體洞穴山蛭吸食蝙蝠血的現(xiàn)象。沒有觀察到成體吸食蝙蝠血的現(xiàn)象,我們捕到數(shù)十只從洞口飛出的蝙蝠,身上沒有螞蟥吸附著,但有受傷的痕跡。
每次進(jìn)洞觀察,我們都用自己的手和腳做實(shí)驗(yàn),大、小螞蟥快速離開手指和小腿;將鴿子、老鼠裝在小鐵籠中,再將小鐵籠固定在龍洞內(nèi)有螞蟥的巖石上,第二天去檢查,也沒有看到大、小螞蟥吸附在鴿子和老鼠身上;春節(jié)前后附近的居民經(jīng)常結(jié)伴進(jìn)洞游玩,沒有人被這群螞蟥襲擊叮咬。
5 洞穴山蛭在人工飼養(yǎng)條件下的取食情況
在實(shí)驗(yàn)室飼養(yǎng)螞蟥的透明飼養(yǎng)箱中,我們多次用血腥味很濃的動(dòng)物新鮮肝臟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。大、小螞蟥都沒有趨向肝臟的行為。
我們將蝙蝠與大、小螞蟥放在一個(gè)水槽中,發(fā)現(xiàn)小螞蟥有強(qiáng)烈而敏感的吸食蝙蝠血的攻擊行為,小螞蟥都是尾吸盤一端附在巖石上,口吸盤吸在蝙蝠的身體上。半個(gè)小時(shí)左右透明小螞蟥體內(nèi)充滿鮮紅的血液,吸過蝙蝠血的小螞蟥生長快。大螞蟥沒有吸蝙蝠血的行為。
我們將大、小螞蟥與鴿子、老鼠同放在一個(gè)鐵籠中,沒有觀察到鐵籠中大、小螞蟥吸食鴿子和老鼠血的現(xiàn)象,證明它們對(duì)鴿子、老鼠等動(dòng)物不敏感。
6 洞穴山蛭的繁殖情況
(1)在龍洞內(nèi),洞穴山蛭一年四季都有繁殖行為。6~11月最多,這段時(shí)期爬在洞內(nèi)巖石上的大螞蟥中有50%的個(gè)體有白色的環(huán)帶,在巖石縫中有單個(gè)和三五成群掛在巖石上的卵繭。
(2)繁殖時(shí)期的個(gè)體,在環(huán)帶的腹面,雄、雌生殖孔出現(xiàn)在第23/24和25/'26體環(huán)的環(huán)溝上,相隔2環(huán),交配時(shí)兩條螞蟥反向抱對(duì)。
(3)受精后環(huán)帶從螞蟥頭部蛻出形成卵繭,卵繭呈橢圓形泡沫狀,表面由無數(shù)的六邊形薄膜組成。中央有一圓形光滑的蛋白胚胎。
(4)解剖12個(gè)卵繭將要孵化的蛋白胚胎內(nèi)有7條體長1厘米左右的發(fā)育完整、通體透明的幼體。從卵繭形成到小螞蟥孵出需35天左右。
7 洞穴山蛭的外部形態(tài)特征
洞穴山蛭體表透明,有明顯的乳突,沒有背線和背紋。身體的前1/4細(xì)小,后3/4膨大。收縮時(shí)最大體寬近1厘米,伸長時(shí)最長個(gè)體近7厘米??谖P背面有4~5對(duì)黑色小眼點(diǎn),70%的個(gè)體第5對(duì)眼點(diǎn)退化消失??谖P內(nèi)側(cè)齒狀突起退化。性成熟時(shí)在第17~34體環(huán)上出現(xiàn)乳白色環(huán)帶,雄、雌生殖孔相隔2環(huán)。
8 洞穴山蛭的排泄。
洞穴山蛭的幼體全身透明未觀察到排泄現(xiàn)象。成熟個(gè)體尾吸盤背面的排泄孔,經(jīng)常排出黑褐色濃稠的液體。這些排泄物在它們生活的巖壁上累積形成黑色的薄層,為巖壁上的微生物和小昆蟲提供了生存的食物。
9 洞穴山蛭種群數(shù)量
洞穴山蛭不爬出洞外、終身在洞中生活,種群與外界不發(fā)生交流。它們的生存不受洞外溫度變化、降雨量、光照、食物等自然環(huán)境因素和農(nóng)藥、化肥等人為環(huán)境因素的影響。影響它們種群數(shù)量的最重要因素是可以吸到蝙蝠血的機(jī)會(huì),沒有吸食蝙蝠血的幼體逐漸死亡。
10 洞穴山蛭在洞穴中生活的原因
我們推測龍洞周圍的山螞蟥,因山體塌陷而進(jìn)入龍洞,在洞內(nèi)巖石上爬行的過程中,有些螞蟥偶然遇到了正在睡眠中的蝙蝠。獲得了第一次在洞穴中吸食蝙蝠血的經(jīng)驗(yàn),這些吸到蝙蝠血的螞蟥在洞內(nèi)生存下來,并繁衍至今。幾千年來他們的后代只吸食蝙蝠血,感覺器官只對(duì)蝙蝠的氣味產(chǎn)生反應(yīng),口吸盤中顎片上的齒狀突起因適應(yīng)蝙蝠嫩而薄的皮膜而退化。因在漆黑的環(huán)境中,它們的第5對(duì)眼點(diǎn)多數(shù)已經(jīng)退化,對(duì)光刺激不敏感。
四、研究小結(jié)
洞穴山蛭只以蝙蝠血為食,終身生活在不見光的漆黑的洞穴環(huán)境中,沒有冬眠現(xiàn)象,因區(qū)域隔離而演化成生物學(xué)習(xí)性與所有山蛭不同的新