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哺乳、啃老、丧偶式育儿......这种蜘蛛刷新你的认知

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发表于 2018-12-4 10:17:23 | 显示全部楼层 |阅读模式
  来源:科学大院
     哺乳和长时间抚育后代这两种行为都被认为是少数高等脊椎动物的专利,如果有人告诉你:无脊椎动物蜘蛛也会哺乳,也会把孩子照顾到成年,你是否会大吃一惊!
     中国科学院西双版纳热带植物园权锐昌研究员及其同事陈占起等组成的研究团队,在国际上发现了首例哺乳动物之外能通过哺乳养育后代的现象,为动物哺乳行为进化研究方向打开了新领域。

权锐昌研究员和陈占起博士在实验室研究大蚁蛛(图片来源:中科院科技摄影联盟王晓亮)
     11月30日,研究成果论文以“Prolonged milk provisioning in a jumping spider” (一种跳蛛的长期哺乳行为)为题在线发表在国际权威学术期刊《科学》(Science)杂志上,并被《科学》杂志重点报道。
     其实,除了“蜘蛛哺乳”,这篇论文里还有不少有趣的发现!
     蜘蛛宝宝居然是吃奶的?
     大蚁蛛(学名:Toxeusmagnus),为跳蛛科蚁蛛属的动物,分布在东南亚和中国南部。科学家发现会哺乳的,就是这种蜘蛛。不过,这种奇妙的现象是怎么发现的?

大蚁蛛(雄)(图片来源:陈占起)
     首先,研究人员在研究过程中发现,小蜘蛛出生20天后才会出巢,那么这20天它们吃什么呢?是父母直接喂食?反刍?还是吃父母的排泄物?或者营养卵?
     经过观察,以上所有的假设都被推翻了。终于,天天泡在实验室的陈占起发现,幼蛛聚集在母亲的腹部,做出看似和哺乳动物吃奶一样的行为。难道蜘蛛宝宝是吃奶的?!
     于是陈占起等人进行了一系列的实验:
     在幼蛛刚出生的时候,便把蜘蛛母亲腹部泌乳部位堵住,使得幼蛛们无法从妈妈那儿吃到乳汁。可怜的幼蛛们在熬过了10天的艰难岁月之后,全部饿死了。这也是科学家们第一次拿到蜘蛛哺乳的行为学证据。

没有吃到奶的幼蛛饿死了(图片来源:陈占起)
     但此时,研究人员并没亲眼看到蜘蛛的“乳汁”。接下来陈占起用手轻轻挤压哺乳期的蚁蛛腹部生殖沟(分泌乳汁的器官),果然看到了滴滴液体。刚刚挤出来的液体是乳白色的,与哺乳动物的乳汁非常相近。

蜘蛛母亲分泌的“乳汁”(图片来源:陈占起)
     这种液体这到底是不是“奶”呢?科学家们对它进行了成分分析。最终发现,它的蛋白质的含量竟然可以达到牛奶的4倍,而脂肪和糖类的含量则低于牛奶。看来,蚁蛛确实产生了“奶”,拥有哺乳能力。
     问题来了,蜘蛛奶那么有营养,人能不能喝上?
     对不起,很难。成年蜘蛛的体型大小只有6到7毫米左右,每一只大蚁蛛母亲每一次挤出来的奶,只有大约1-2微升。实验中,科学家用了22只蚁蛛母亲,才采取了大约20微升的奶。
     是后代“啃老”, 还是母亲不愿“放手”?
     在一次野外采集的时候,陈占起偶然发现了一种奇怪的现象:很多只个体很大的蚁蛛挤在一个巢里,这是否代表蜘蛛还会照顾成年之后的后代?这种现象如果出现在无脊椎动物里,是非常惊人的。

自然状态下的大蚁蛛巢穴(图片来源:中科院科技摄影联盟王晓亮)
     无脊椎类动物往往在后代刚刚出生的时候,就停止了抚育行为。有一些动物会抚养后代到营养独立期(营养独立就是后代有了捕食能力,可以自己生存)。但是性成熟之后仍然抚育后代的行为,在无脊椎动物中极其罕见。是不是大蚁蛛真的可以像高等哺乳动物一样对后代进行超长抚育?
     研究人员把把大蚁蛛采集回实验室,进行养殖,记录下它们的生活过程。他们发现,蚁蛛性成熟是在53天左右,而直到75天之后,已经成熟的小蜘蛛依旧生活在母亲身边。

研究人员在野外采集大蚁蛛(图片来源:中科院科技摄影联盟王晓亮)
     在第20天的时候,幼蛛才会出巢,出巢时体长就增长到了出生时的三倍左右,但研究人员从来没看到母亲喂养它们,也没看到它们自己捕猎物。它的食物来源到底是什么?正是这个问题的出现,才使蜘蛛也存在哺乳行为得到了证实。科学家们在研究A的过程中发现了B,这真是一个惊喜。
     事实上,小蜘蛛并不是只在前20天吃奶。从20天到40天为“断奶”前的过渡期,幼蛛会自己外出捕猎,也会继续从母体吸食“乳汁”。大约从40天起幼蛛完全断奶,而此时的幼蛛体长已经达到成年个体的八成。
     从断奶到成年大约经过两个礼拜,性成熟之后,它们并不会离开母亲,而是继续一起生活。为了证明这个现象,研究人员又做了两个实验。

实验室观察大蚁蛛(图片来源:中科院科技摄影联盟王晓亮)
     第一个实验是在20天小蜘蛛拥有捕食能力时,把母亲移走。第二个实验中,不把母亲移走,但是把母亲产奶的部位堵住。
     结果表明,母亲从20天开始的抚育(不是喂奶)极其重要。母亲在的情况下,幼蛛存活率会增加。它们长得更好,身体更健壮。

乳汁和长期抚育对子女成年指标的影响(图片来源:陈占起)
     但这是不是就证明了20天到40天这段时间,喂奶没有任何意义呢?其实不是。因为在实验室里没有捕食者。一旦中止哺乳,幼蛛从20天开始,自己出巢的频率就增加。如果母亲在这段时间继续喂奶,则意味着幼蛛不需要经常出巢捕食,减少了被天敌捕食的压力。
     为了证明大蚁蛛的长期抚育行为不是偶然现象,研究人员用了来自19个家庭的207个幼蛛。最重要的是,他们在一样的条件下研究了其他同一个属的九种蜘蛛,没有一种有和大蚁蛛同样的行为(此部分为陈占起观察结果,未发表)。

(图片来源:陈占起)
     关于性别 不得不说的两件事喝奶会变娘?
     蚁蛛成年之后,母亲的照料还有什么意义呢?研究人员发现:如果母亲在幼蛛身边,那么幼蛛长到成年的时候,雌性与雄性间比例竟然是5.5比1;如果母亲不在,性别比例是1:1。此结果表明,有可能是蚁蛛母亲改变了小蚁蛛的性别。
     为什么是“改变”,而不是母亲杀死了部分雄性?因为这种蚁蛛的存活率非常高。有76%小蜘蛛可以活到成年,即使24%死亡的全部是雄性,也无法达到5.5:1的比例。但母亲是如何做的改变性别的,还没有确切答案。大蚁蛛母亲到底是哪一个敏感的时期调控孩子性别的,还需要后续进一步的研究。
     蜘蛛中也有母系社会?
     研究人员发现,成年之后的雌蛛后代仍继续和母亲生活在同一巢穴。但是当雄蛛后代成年后,母亲和其姐妹则会将成年的雄性个体驱赶离巢。

大蚁蛛在其巢穴附近活动(图片来源:中科院科技摄影联盟王晓亮)
     大蚁蛛的家庭中,父亲不参与抚育(它们也是“丧偶式育儿”么?)。在它们的家庭中,男性几乎没有什么存在感,要么是一个母亲带着小宝宝,要么是一个母亲带着成年的女儿,父亲从始至终不负责任,儿子在成年的那一刻都被轰走了。
     从目前的研究来看,大蚁蛛每一个个体都有繁殖的机会,也没有非常明确的社会分工,这种社会机制与蚂蚁、蜜蜂这类社会性昆虫差别极大,反而跟大象的社会的构成或者人类的母系社会更加接近。
     结语
     此两项发现(哺乳、超长亲代抚育)将激发科学家重新衡量和定位有关哺乳现象、哺乳行为以及长期的亲代抚育在动物界,尤其是无脊椎动物中的存在现状、进化历史和意义。
     代体内物质(比如乳汁)的现象是非常罕见的,而此项研究在大蚁蛛中发现了亲代长期抚育后代的证据,并为我们提供了非常全面论述。研究成果的激动人心之处还在于,提供了在无脊椎动物中发现迄今为止最全面的超长亲代抚育的证据。大蚁蛛是独立于哺乳动物系统进化而来的,此项发现会帮助科学家更好地了解亲代对后代长期的乳汁喂养的进化。
     最后,以中科院西双版纳热带植物园王力老师的小爆料结束文章吧,探索果然源自热爱……
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