作者:丁佳 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2018/12/1 13:39:31
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中科院科学家发现会长期哺乳的蜘蛛
小蜘蛛会吃奶 长大了还“啃老”

 

哺乳是不是哺乳动物的“特权”?中国科学家的一项最新发现,可能要给生物教科书打上一个问号了。

11月30日,中国科学院西双版纳热带植物园研究员权锐昌及博士后陈占起等组成的研究团队,在《科学》杂志发表了一篇题为“一种跳蛛的长期哺乳行为”的研究论文。这也是国际上第一次发现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一片新领域。

一次偶遇

论文作者与这种蜘蛛的结缘纯属偶然。

2012年,陈占起在野外采集标本的时候,发现了一种叫做大蚁蛛的跳蛛,一个巢里经常住着好几只蜘蛛。

“当时我就想,有没有可能蜘蛛妈妈和成年之后的蜘蛛孩子生活在一起?”陈占起说。

超长的亲代抚育在动物界并不常见,专家曾认为,这种行为仅存在于寿命较长的高等社会性脊椎动物类群中,例如人类和大象。而无脊椎动物中,即使母亲会照顾孩子,等孩子营养独立后也会马上停止。

这引起了陈占起的极大好奇心,他决定将大蚁蛛带回实验室细细观察。

经过一段时间的观察,陈占起发现,小蜘蛛大约在出生20天之后,才会第一次出巢觅食。

令人匪夷所思的是,小蜘蛛20天之内从没出过门,可身体却在不断地长大,它们到底靠吃什么长大的?

“我们讨论了好多种方案,包括母亲给它们带回食物,母亲反刍喂食,吃母亲排泄物,甚至吃营养卵等假说,但在实验观察中都一一被推翻了。”陈占起说。

陈占起不禁感到心灰意冷。

“我不敢相信自己的眼睛”

迟迟找不到答案,陈占起只能选择最笨的办法——24小时蹲守。

“那时候几乎不离开实验室,吃饭都是让同事给送过来的。”他说,即使必须要离开,也会架起摄像机进行拍摄。

终于有一天,陈占起幸运地发现了一个奇特的现象:蜘蛛宝宝会聚集到母亲肚子周围,那样子就有点像小狗围在妈妈身边吃奶一样。

“我不敢相信自己的眼睛,大蚁蛛妈妈是在喂奶吗?”他说。

他拿起一只蜘蛛妈妈,按压了一下腹部,竟然真的挤出了少许液体,形态很像哺乳动物的乳汁。

可是,哺乳历来都被认为是哺乳动物独有的行为。尽管有一些类群的动物,例如火烈鸟、鸽子和蟑螂等,也会提供类似“乳汁”的分泌物喂养后代,但是无论是从行为模式上、持续时间上还是功能上都与真正的哺乳动物的哺乳相差甚远。

为了进一步验证他的猜测,陈占起做了一个有点“残忍”的实验:他把大蚁蛛妈妈疑似产“奶”的地方封住了,结果发现,所有的宝宝在10天之内就全部死亡了。

同时,成分测定表明,“蜘蛛乳汁”的蛋白质含量是牛奶的4倍左右,而脂肪和糖类的含量则低于牛奶。

它们为何要做“啃老族”?

在此次实验中,科研人员逐步还原出大蚁蛛养育子女的完整过程。

新孵化出的幼蛛会通过吸食其母亲从生殖沟分泌出的液滴生长发育,并且在最初的20天之内完全依赖这种“蜘蛛乳汁”存活。

从20天到40天,幼蛛开始自己外出捕猎,回家后继续从母体吸食“乳汁”,作为“断奶”前的过渡期。20日龄的幼蛛体长可以成长到其母亲的一半左右。

大约从40日龄起,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。

一般到这个阶段,很多动物幼崽就会离开母亲的巢穴,独立生活了。可研究人员发现,这些小蜘蛛并没有这么做。幼蛛断奶后并不会离开其母亲,而会继续回巢生活,甚至成年之后的后代仍继续和母亲生活在同一巢穴。

小蜘蛛为何已经长大了还在“啃老”?科研人员分析,这可能是因为这种大蚁蛛再繁殖的机会较低,因此母亲愿意花费更多的精力照顾宝宝;同时,这种长期抚育方式也有利于降低幼年大蚁蛛被天敌捕食的几率,让它们防御、捕食等技能得到充分的发育。

可是,母亲的这种“优待”仅限于雌性小蜘蛛,雄性大蚁蛛一旦成年,就会被其母亲和姐妹毫不犹豫地赶出家门。他们初步认为,这种做法是大蚁蛛对近亲繁殖的一种回避,这还有待于进一步的研究。

对比实验显示,当蜘蛛妈妈在的时候,窝里雌雄性别比为5.5:1,而将母亲移除后,性别比则为1:1。“很显然,大蚁蛛妈妈操纵了性别比。”陈占起说。

“大蚁蛛的长期哺乳行为研究成果非常令人振奋,在整个动物界,除了哺乳动物外,亲代为后代提供自己体内物质(比如乳汁)的现象是非常罕见的,而此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。”国际著名动物生态学家Nick Royle评论称。

Royle认为,这项研究的激动人心之处还在于,它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。”

相关论文信息:DOI: 10.1126/science.aat3692

 

 
权锐昌介绍大蚁蛛长期哺乳和抚育行为的相关研究背景、主要结论和意义
 
 
陈占起介绍发现和研究大蚁蛛哺乳并抚育后代现象的详细过程
 
 
国际著名动物生态学家Nick Royle通过录制视频的方式对本项成果进行祝贺
 
(图片来源:中国科学院西双版纳热带植物园
 
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