• 12月21日 星期六

蜘蛛也会产奶哺乳!中国科学家的这一新发现或许改变世界


蜘蛛也会产奶哺乳!中国科学家的这一新发现或许改变世界


撰文 | 谢利

地球上的各种生物,按照物种之别,都有着各自的身体构造和行为习性。作为陆上动物支配者的哺乳类,最大特征在于其身体结构复杂,能透过乳腺分泌乳汁,喂哺幼儿,哺乳类因而得名。不过,近日有科学家发现,在某些蜘蛛品种身上,同样都出现哺乳行为,除了推翻一些传统动物学的分类概念,由于母亲哺乳意味它们的幼儿无法自行觅食,这是物种的演进还是退化?

这项引起全球媒体关注,成为世界首例的新发现,来自中国云南省的一个实验室。在 2017 年,中国生态学家陈占起在实验室的人工蜘蛛巢观察到,幼年蜘蛛会依附在它的母亲身上,就像哺乳类动物的婴儿在吮吸母亲乳头一样。

这种名为 Toxeus magnus 的蜘蛛品种,又称大蚁蛛。陈占起最初在新加坡一个公园中,发现它们的蛛巢里,有体型约几厘米的成年雌性蜘蛛,被几只小小的幼年蜘蛛包围着。情况其实并不寻常,皆因大多数的蜘蛛品种都习惯离群独居,甚至出现同类相食的行为,只有极少数蜘蛛拥有社交能力。Toxeus magnus 并非这种例外,它属于跳蛛科的一种,以独自觅食见称。

不过,就观察所见,它们却生活在一种家族群体中,而且母亲会像哺乳类动物一样照顾它们的初生孩子。陈占起带了几只蜘蛛回国研究,并注意到,雌性蜘蛛一次会诞下 2 至 36 颗蜘蛛卵,而初生蜘蛛在孵化后,都不会主动离巢自立,却会逗留在巢穴中至少 3 个星期。期间它们从未离开,母亲亦从未在外面将食物带回来。然而,初生蜘蛛的体型在这段时间会长大 4 倍,唯一的养分来源就是母亲的乳汁。

当蜘蛛卵孵后,雌性蜘蛛便开始在蛛巢周围制造微小的乳状液体,幼年蜘蛛一开始会在巢穴周围吸啜这些乳液,几日之后,就开始排队在母亲身体上吮吸。在显微镜下,若挤压雌性蜘蛛的腹部,会渗出一些白色的水滴,并且很快在空气中变黄。研究团队分析这些液体时,发现它像牛奶一样含有蛋白质、脂肪和糖分,而且蛋白质比例较普通牛奶多出 4 倍。

于中国科学院西双版纳热带植物园从事生物研究的陈占起和权锐昌,近日在学术期刊“科学(Science)”公开其观察报告,证实 Toxeus magnus 这种跳蛛的母亲确实会进行一个类似哺乳的行为,替它们的后代生产乳汁,即使蜘蛛成年之后,行为也会继续。

陈占起提到,期间切断了母亲供乳的话,成长期在 20 天以下的蜘蛛将全部死亡。如果将母亲从巢中移走,蜘蛛的成长速度会较慢,同时较早离开巢穴,更有可能在成年之前死亡。

当然,蜘蛛属于节肢动物,身体结构上并没有乳腺,哺乳的情况实属罕见。而在一众昆虫以至其他无脊椎动物中,由母亲哺乳、长期照护幼儿的习性,也几乎是闻所未闻。权锐昌则表示,这些“蜘蛛奶”,本身或是过早流出产道的液化卵。他指出,一些两栖类动物和其他无脊椎动物,亦有让后代吃下类似物质,从而提供营养的做法。

如加州大学伯克莱分校的进化生态学家 Rosemary Gillespie 所指,另外一些蜘蛛品种,都会为它们的后代提供类似哺乳的养育方式。在 1990 年进行的研究中,便发现一种名为 Coelotes 的蜘蛛,会让它们的孩子吃掉一些蜘蛛网上的沉积物。另一种名为 Amaurobius 的蜘蛛,母亲会诞下卵囊,而卵囊会立刻被幼年的蜘蛛吞食。

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就观察所见,Toxeus magnus 母亲会像哺乳类动物一样照顾它们的初生孩子。

但蜘蛛奶是否真正称得上是“奶”,则视乎如何定义。传统上,例如牛奶,被定义为乳腺分泌的营养液,而乳腺则仅存在于哺乳类动物体内。但如果将哺乳的概念扩展到任何形式之下,父母以分泌物为幼儿提供营养,那么,地球上某些品种的蜘蛛确实是喝奶长大的。

尽管这项发现并非为了研究蜘蛛奶是否有朝一日能够取代牛奶或其他加工奶制品,不过,英国埃克塞特大学行为生态学家 Nick Royle 指出,调查结果有助于人们理解形式复杂的父母关系和演进原因。

Royle 说,这种行为模式,表明了它们的后代需要从父母身上得到更多照顾。幼年蜘蛛没有足够能力取得食物,有机会在成长和繁殖之前被其他食肉动物吃掉,于是,母亲就成为幼年蜘蛛的主要依赖。他又补充,由于哺乳的形式将对母亲带来沉重负担,这些蜘蛛品种很可能是在面对极端情况下才会发展而成。

美国亚利桑那州立大学哺乳学专家 Katie Hinde 则表示,她更有兴趣知道这些蜘蛛奶是否含有哺乳类动物乳汁中的激素、免疫化学物质和细菌等其他成分。

“动物界的这些罕见变种,让我们对于父母照料方式的改变,有了进一步的见解。”Hinde 形容,所有的哺乳类动物都会生产乳汁,但它们为什么要这样做?科学家过去必须借助基因或化石回溯生物史,理解品种演进的原由。但是,在 Toxeus magnus 这种非哺乳类却可以生产乳汁的品种之上,Hinde 说:“我们可以观察到是什么原因,导致父母养育方式有此大规模的进化。”

Hinde 预计,这个惊人发现的最大贡献,将鼓励科学家重新评估哺乳类动物的进化过程。

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