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蜘蛛居然会哺乳?奶水足还营养好?

|· 本文来自“我是科学家”·|

提到哺乳,我们脑海中最先浮现出的画面大概是这样:

图片来源:Pixabay

这样,

图片来源:图虫创意

或是这样的。

图片来源:图虫创意

一直被模仿从未被超越的“哺乳”行为

没错,在大家的印象中,哺乳行为是哺乳动物独有和专长的特征——毕竟它们本来就是因为能通过乳腺分泌乳汁哺育后代而得名的[1]。这一特征虽然一直被其他动物“模仿”,但从来没有被超越。

比如一些鸟类(鸽子、企鹅、火烈鸟等)有类似“哺乳”的行为,不过它们并没有乳腺,只能把喉咙下的嗉囊分泌营养丰富的“乳汁”经喙出来喂养幼鸟[2]

火烈鸟正在用“乳汁”哺育幼鸟。图片来源:Robin Müller|Wikimedia Commonts

又比如几年前科学家发现的一种胎生蟑螂——太平洋硕蠊(Diploptera punctata),也能产生一种富含高蛋白的“晶体乳汁”来为后代提供营养[3],但它们并不会长期喂养后代。

太平洋硕蠊胚胎内的“晶体乳汁”。来源:http://journals.iucr.org

哺乳蜘蛛横空出世

而最近,一种身长不足1厘米的小蜘蛛,打破了这项一直以来被哺乳动物垄断的特长,晋级成为目前首例哺乳动物之外可以长期“泌乳”养育后代的无脊椎动物。

这项有趣的新发现,由中国西双版纳植物园的权锐昌和陈占起团队领衔完成,研究结果刚刚登上了今年11月30日的《科学》杂志。

陈占起博士和他的大蚁蛛。摄影:王晓亮

这只一夜走红的“哺乳”蜘蛛名叫大蚁蛛(Toxeus magnus),它生活在新加坡、中国广东等热带、亚热带地区。大蚁蛛虽然乍一眼看上去像蚂蚁,但仔细观察就会发现它其实是一种“假装成蚂蚁”的跳蛛。

酷似蚂蚁的大蚁蛛(Toxeus magnus) 来源: Sarefo| Independent

研究人员发现,大蚁蛛不仅可以产生乳汁,还会一步不离地照顾幼蛛到成年。这种现象在无脊椎动物中十分罕见,其他蜘蛛上目前也没有发现过,可以说颠覆了大家已有的认知。

实验室中窥见蜘蛛哺乳

科学家们是如何发现大蚁蛛哺乳的秘密呢?

野外大蚁蛛的巢穴。图片来源:参考文献[2]

在自然状态下,大蚁蛛的巢穴都是封闭而隐秘的(如上图),人们不太容易观察到巢穴内部的情况,而在实验室中,用来培养它们的透明盒子为科学家观察它们行为提供了方便。

实验室中用来饲养大蚁蛛的盒子。图片来源:参考文献[2]

在研究大蚁蛛的过程中,研究人员无意发现了奇怪的现象——大蚁蛛的幼体在出生的前20天从来没有离开过自己的巢穴,母亲在这期间也没有从外面带食物回巢,但是幼体的体型却在20天的时间里变大了接近四倍(从出生时的0.9mm长到了第20天的3.5mm)。

这使得研究人员非常好奇:雌大蚁蛛是怎么喂养后代的呢?

在饲养大蚁蛛的过程中,研究人员无意间发现,许多幼蛛们会长时间围在母体的腹部周围,就像哺乳动物中幼仔主动找妈妈喝奶的行为一样。

幼蛛就爬到母体腹部寻找“乳汁”。来源: sciencemag.org

经过更仔细的观察,研究人员惊喜地发现,原来,雌性大蚁蛛腹部有一条生殖沟,会分泌出一种类似乳汁一样的液滴,幼蛛就是通过吸食这些液滴长大的。

雌性大蚁蛛腹部图(A)和雌性大蚁蛛生殖沟和乳汁的放大图(B)。图片来源:参考文献[2]

通过进一步的分析,科研人员发现大蚁蛛乳汁中的主要成分是蛋白质,脂肪和糖类。和牛奶相比,脂肪和糖类的含量会稍微低一点,但是蛋白质的含量却是牛奶中的四倍,这么看来,蜘蛛奶还是当之无愧的高营养乳品呢[2]

爱吃奶的大蚁蛛宝宝

在幼蛛刚孵化的前7天,大蚁蛛妈妈会将乳汁分泌到巢穴内的各处,供幼蛛取食。7天之后,雌蛛不再主动分泌乳汁,幼蛛就会爬到母体的生殖沟来自己寻找乳汁。

当科学家用涂改液封住雌蛛乳腺,幼蛛依然会簇拥过去寻找乳汁。来源:sciencemag.org

出生后20天开始,这些幼蛛开始渐渐学着离开巢穴去找食物,但与此同时,它们也并没有完全“断奶”,就好像婴儿开始吃“辅食”一样。

直到幼蛛出生后40天,已经接近成年的阶段,它们才开始完全依靠外出捕食来填饱肚子,而这个时候幼蛛个体已经接近妈妈的4/5了。

这些蜘蛛宝宝都很“恋家”,每天外出饱腹后都不忘“回家看看”:即便完全断奶,在接下来的20天里,幼蛛都会白天离巢找食,晚上回巢过夜。

直到成长到60天后,幼蛛完全成年,它们才不再返回巢穴,独自闯荡世界[2]

尽心尽责的全职好妈妈

那么,“喂奶”的行为,对于幼蛛的成长有怎样重要的意义呢?

答案是必不可少!如果在大蚁蛛宝宝完全不喝“母乳”,就会在孵化后的十天左右全部死亡。而在20-40日龄的“辅食”期,虽然已经可以不完全依赖母乳,但是有母乳喂养的幼蛛存活的比例比没有母乳喂养的幼蛛更高[2]

除了提供“母乳”,大蚁蛛妈妈对于幼蛛无微不至的照顾也能让更多宝宝活下来。比如,在同样不提供母乳的情况下,孵化20天后有雌蛛在家照料的幼蛛比没有雌蛛照料的幼蛛存活率更高。

一方面是因为雌蛛可以更好的保护幼蛛不被掠食者捕食,另一方面,雌蛛可以定期清除巢穴内的寄生虫,为幼蛛的生长提供更好的环境。

更有趣的是,大蚁蛛家族比较“重女轻男”——在宝宝成年后,雌蛛会将成年的雄性个体驱逐离巢,使得巢穴内女儿的比例明显高于儿子们。

科研人员推测,这种现象大概是因为更多的雌性有利于产生更多的后代,对于壮大家族也更加有利[2]

幼蛛出生后,身体大小随时间的变化。横坐标为孵化后的天数,纵坐标为幼蛛体长的变化(mm)。孵化0-20天内(A+B阶段),幼蛛还没有离开巢穴,完全靠进食母乳存活;孵化20天后,幼蛛开始离开巢穴捕食其他食物,靠捕食其他食物+母乳存活(C阶段);在孵化后40-60天,幼蛛开始逐渐停止进食母乳,完全依靠捕食,但是仍会回到原来的巢穴(D阶段);完全成年,开始独立生活(E阶段)。图片来源:参考文献[2]

在此之前,大家通常认为这些行为仅存在于寿命较长的高等社会性哺乳动物类群中。可以说,大蚁蛛所展现出的哺乳行为以及长期照料后代的行为,刷新了我们对于无脊椎动物的传统印象。

而科学家在大蚁蛛身上的这一新发现,不得不让我们重新思考哺乳现象的进化起源、进化历史和意义等问题。或许,大蚁蛛并不是个例,未来还会有更多的无脊椎“哺乳动物”被人们发现!(编辑:Yuki)

参考链接:

  1. https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%93%BA%E4%B9%B3%E5%8A%A8%E7%89%A9
  2. Z. Chen et al., “Prolonged milk provisioning in a jumping spider,” Science, doi:10.1126/science.aat3692, 2018.
  3. https://www.sciencealert.com/scientists-think-we-should-start-drinking-cockroach-milk-superfood
The End

发布于2018-12-03, 本文版权属于凤凰网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系凤凰。 如在其他平台看到此文章被盗用,请告诉我们(文章版权保护服务由维权骑士提供)

没鹿角的乔巴

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