一只青蛙竟拿下頂刊封面——原因是皮膚透明，隱藏血液，能見心臟！

你見過身體半透明，能通過皮膚看到它內部器官在跳動的動物嗎？

這樣的青蛙出現在了國際自然科學頂刊《科學》（《Science》）的封面！

《科學》封面：真正的隱身術！為了變透明，連血液都“消失”了。

圖片來源：《科學》

它就是跗蛙科（Centrolenidae）玻璃蛙屬的一種神奇的生物——赤心玻璃蛙（Hyalinobatrachium colymbiphyllum），一種來自中美洲和哥倫比亞雨林的小型青蛙，白天睡覺時幾乎可以從視覺上消失在葉片上，讓天敵找不到蹤影。這種奇特的隱身術背后，藏著一個驚人的生理秘密。今天，我們就來深入探索這只“雨林隱形忍者”背后的科學魔法。

 赤心玻璃蛙。圖片來源：百度百科

“隱身特工”的外形與習性

赤心玻璃蛙多分布于熱帶雨林里的溪流附近的樹木上，它們體型小巧，雄性青蛙長 22-27 毫米，雌性青蛙長 24.5-29 毫米，大約相當于一枚一元硬幣的直徑（2.5 厘米）。它們背部呈亮綠色，肚皮和腿部半透明。夜間，它們會低垂在樹葉上鳴叫和交配，清晨時掛在葉背睡覺——這個位置正好露出透明腹部，把自己變成漫天綠葉的一部分，讓捕食者難以發現它們。

當它們趴在葉片上時，由于皮膚和肌肉的透明度極高，骨骼、臟器甚至血管都若隱若現。肉眼幾乎分辨不出它們的輪廓，只有在光線透射下才能看到內臟光影，仿佛一個小小的“隱形斗篷”籠罩在身體上。

睡覺的赤心玻璃蛙。圖片來源：Duke Engineering

生物隱身術的“核心秘密”

要了解赤心玻璃蛙的“隱身術”，就先要知道為什么大多數動物的皮膚是不透明的。

動物的身體就好像一碗果蔬湯——里面有各種蔬菜（細胞）、粉絲（纖維）、調味料（色素）等等，這些東西都會讓我們看不清原本的湯底。這是因為光在不同組織界面上會發生散射和吸收，導致其無法透過生物體，因此大多數生物的皮膚是不透明的。

那我們再研究一下玻璃蛙皮膚透明的原因。

在2022年底由杜克大學生物學教授?？恕ぜs翰森組織的研究團隊發表了一項關于赤心玻璃蛙的新研究，發表在了《科學》（《Science》）的封面上，這項研究指出：赤心玻璃蛙的皮膚能夠如此透明，是源于它們的絕招——“血液隱藏術”！

玻璃蛙睡覺時和活動時的皮膚透明度對比。圖片來源：Duke Engineering

科學家們利用光聲顯微術（Photoacoustic microscopy, PAM），能夠實現在這些蛙睡眠和活動時跟蹤紅細胞的變化。這項技術的工作原理是向生物組織發射特定波長的激光，當激光被組織中的分子吸收后，分子受熱膨脹，從而產生超聲波并傳回超聲傳感器。通過分析這些強弱不同的信號，就能生成組織中分子結構精細的彩色生物醫學圖像。

對于赤心玻璃蛙來說，PAM是一種非侵入性的成像技術，由于紅細胞本身含有大量的造影劑（血紅蛋白），與此同時不同類型的細胞會吸收和反射不同波長的光。因此，它不需要使用造影劑或令青蛙感到不安的注射劑，而所以，PAM是追蹤紅細胞最理想的工具。

利用PAM技術追蹤紅細胞變化圖。圖片來源：Duke Engineering

檢測結果發現，在玻璃蛙睡著時它們的紅細胞集中轉移到肝臟中，腹部其他部位幾乎沒有紅細胞，所以呈現出幾乎“看不見血”的現象。數據還指出：睡眠狀態下，平均約90%的紅細胞從循環系統中暫時轉移，聚集到肝臟處，皮膚中的血紅蛋白含量顯著減少，皮膚血管幾乎“空載”——意味著光線幾乎可以完全穿透！皮膚的透光率提升了2-3倍。

同時，赤心玻璃蛙的組織中本就缺乏色素細胞，這意味著皮膚本身不會像大多數脊椎動物那樣顯色；加上全身細胞結構均勻，光線穿過時幾乎不會被散射，這也增強了透明效果。

所以對于赤心玻璃蛙來講，它就像個會“藏料”的大廚——睡覺時把“湯里的干貨”全塞進肝臟（相當于把蔬菜和粉絲撈到鍋底一角藏起來），剩下的湯水就變清了，讓光線可以直接透過！

“隱藏血液”是一種主動、可逆、由生理調控控制的隱身機制。赤心玻璃蛙不是被動偽裝，而是主動關閉身體最顯眼的“紅色信號”。

赤心玻璃蛙是如何做到“血液失蹤”而不死的？

能把絕大部分血液聚集到一個器官而無血栓，這是所有陸生脊椎動物中前所未見的奇跡。大多數動物這么做會造成組織器官缺氧甚至中毒、休克。

但赤心玻璃蛙并沒有，這是因為它們在調度紅細胞時，保留約10％的血液在循環中，用來維持氧氣供應與血壓。科學家推測玻璃蛙在睡眠中進入低代謝狀態，對氧氣的需求大幅下降，從而在低血流量下也能夠維持生命活動。

  玻璃蛙透明腹部（圖片來源：Geoff Gallice）

杜克大學的科學團隊目前在研究它們如何在聚血過程中避免血液凝結，以及如何在恢復狀態時迅速把血細胞送回全身。這一機制可能為人類血栓防控和器官保存提供新思路和方向。

進化為何要隱形？

為什么玻璃蛙白天要“隱身”呢？

這是因為白天——赤心玻璃蛙處于陽光下的最危險時刻。鳥類、蛇等捕食者利用顏色和體形識別獵物。而玻璃蛙通過皮膚加血液雙重透明隱形，打破光線反射輪廓，模糊身體邊緣，實現“邊緣擴散隱蔽”，讓自身幾乎與葉片融為一體，擾亂捕食者的視線，達成自我保護的目的。實驗證明，這種半透明保護機制比單純的色彩偽裝更加有效，大幅降低被捕食者捕食的概率。

綠色玻璃蛙在葉子表面的偽裝。圖片來源：Duke Engineering

此外，赤心玻璃蛙透明度極高，在部分研究中被認為是氣候變化敏感的“生態指示物”，它們對溫濕度變化敏感，因此其數量變化可能反映雨林微氣候的變化。所以它們的存在指示著雨林生態的健康與變化。

 赤心玻璃蛙。圖片來源：維基百科

小小赤心玻璃蛙帶給人類大大啟示

赤心玻璃蛙的隱身機制，不只是生物奇觀，更啟示了人類科技探索的方向：

醫療血栓治療：研究其在高濃度血液狀態下保持不凝結的機制，或將應用于心臟手術、器官移植、體外循環、抗血栓；材料科學與仿生技術：借鑒赤心玻璃蛙的透明特性，

新型影像技術：光聲顯微成像是一種無創跟蹤血流的技術，在赤心玻璃蛙研究后或可推廣到臨床診斷，提高對血管性病變的捕捉精度。

自然的透明交響

在夜幕降臨，雨林微光，一只玻璃蛙安靜地睡在葉背，它把血液藏在肝臟里，只剩玻璃般透明的皮膚，仿佛“水珠”一般，隱匿于自然交響中。玻璃蛙并不僅僅是可愛的小動物，它還將“隱身”從科幻帶入現實。在它小小的身體里，自然演繹了一套高度智慧的迷彩方案：隱藏血液，透明身體。這種進化的奏章，不僅讓地球生物的奧秘更生動，也激發了人類對生命極限的思考。

作者：李尚鴻

審核：張云峰 中國科學院動物研究所 研究員

本文來源科普新媒體平臺“蝌蚪五線譜”，已經授權發布