在自然环境中，你可能很容易就错过一只玻璃蛙。比如，著名的北方玻璃蛙（Hyalinobatrachium fleischmanni）的尺寸通常不超过几厘米，它们在夜间最为活跃，那时，它们的绿色皮肤可以帮助它们与周围的树木或叶片融为一体。
但是，这些两栖动物在白天睡觉时才是真正的伪装大师。
当玻璃蛙休憩时，它们的肌肉和皮肤会变得透明，骨骼、眼睛和内部器官是所有看得见的东西。这些蛙会睡在大叶子的底部，当它们变成了透明的，就可以完美匹配植被的颜色。
一些玻璃蛙在大树叶下面休息。（图／Jesse Delia）
改变皮肤颜色，或者变得完全透明，其实在自然界中也并不少见。海洋中的许多动物都能做得到。但在陆地上，这绝对是一种罕见技能。玻璃蛙却是唯一能够实现透明的陆生脊椎动物，这让它们成了科学家研究的目标。但玻璃蛙是如何做到这一点的？
近日，一组跨学科团队利用巧妙的实验设计和先进的技术手段发现，玻璃蛙在休息时，能从血液循环中提取红细胞，并将它们隐藏在肝脏中，从而让自己变得透明。研究已于近日发表在《科学》上。
把红细胞藏起来
透明如此难以实现的原因之一便是循环系统中的红细胞。红细胞善于吸收绿光，这也是通常由植物和其他植被反射的光的颜色。反过来，这些富氧的细胞会反射红光，使血液（进而使循环系统）相当明显，在浅绿色的树叶的映衬下格外如此。
研究团队观察到，每当玻璃蛙变得透明时，它们的红细胞似乎就会从循环的血液中消失。他们对这些动物进行了更多成像测试，通过光学模型证明，这些动物之所以能够实现透明，是因为它们将红细胞挤出了血管。研究人员怀疑，这些细胞被储存在了它们的一处被反射膜包裹的内部器官中。
玻璃蛙在休息时变得透明。（图／Jesse Delia）
但对于研究而言，最大的问题是，如果这些蛙是清醒的、受到胁迫或者处于麻醉状态，它们的循环系统都还是充满了红细胞，仍然是不透明的。研究透明的唯一方法是让这些动物愉悦安详地睡下，而这在研究实验室中很难实现。
但科学家在研究胆红素（这种化合物使某些物种的蛙拥有那种标志性的绿色）时，了解到一种叫作光声显微成像的技术（PAM）。
PAM会将一束安全的激光射入组织，然后被分子吸收，转换为超声波。接着，这些声波会被用来制作分子的详细生物医学图像。这种成像工具无创，并且安静、敏感。
PAM是对红细胞进行非侵入性成像的理想工具，它不需要注射任何造影剂。红细胞本身提供了一种对比度，因为不同类型的细胞会吸收和反射不同波长的光。
光声显微成像得到的不同状态下玻璃蛙体内的红细胞图像。（图／Dr. Junjie Yao’s lab, Duke University）
实验团队优化了成像系统，用来专门寻找红细胞，并追踪有多少氧气在蛙体内循环。
在他们的成像装置中，蛙倒睡在一个培养皿中，这类似于它们在树叶上睡觉的方式。团队用绿色激光照射动物。蛙体内的红细胞吸收了绿光并发出超声波，然后被一个声学传感器接收，以相当高的空间分辨率和灵敏度追踪它们的去向。
结果格外清晰。当蛙睡着时，它们移走了近90%的循环红细胞，并将它们储存在肝脏中。
在进一步的测试中，团队还看到，当蛙活动时，红细胞会从肝脏中流出并进入循环，然后在蛙养精蓄锐时重新聚集在肝脏中。
揭开更多细节
也就是说，每当玻璃蛙想要变得透明，也就是通常在休息和容易被捕食的时候，它们会把几乎所有的红细胞从血液中过滤出来，并把藏在有镜面涂层的肝脏中。
在这个过程中，它们还会以某种方式避免产生大的血凝块。每当蛙需要再次变得活跃时，就把细胞带回血流中，这使它们有了四处活动的代谢能力。根据这样的说法，这个过程同样提出了这样的问题：这些玻璃蛙如何能够安全地将几乎所有的红细胞储存在肝脏中，而不发生凝结，也不会损害周边组织？
这也是研究人员下一步有意研究的机制。他们相信，这有朝一日可能适用于解决人类血管的问题。
这项研究还介绍了玻璃蛙作为一个有用的研究模型，特别是当与最先进的光声成像技术相配时的成果。科学家可以了解更多关于玻璃蛙的生理和行为，或者可以用这些模型来优化生物医学工程的成像工具。
#创作团队：
编译：Måka
排版：雯雯
#参考来源：
https://phys.org/news/2022-12-glassfrogs-red-blood-cells-liver.html
#图片来源：
封面图：Jesse Delia, Duke
首图：Jesse Delia
发表于 2022-12-27 00:51
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