哺乳是不是哺乳動物的“特權(quán)”?中國科學(xué)家的一項最新發(fā)現(xiàn),可能要給生物教科書打上一個問號了。
11月30日,中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園研究員權(quán)銳昌及博士后陳占起等組成的研究團(tuán)隊,在《科學(xué)》雜志發(fā)表了一篇題為“一種跳蛛的長期哺乳行為”的研究論文。這也是國際上第一次發(fā)現(xiàn)哺乳動物之外能通過哺乳養(yǎng)育后代的現(xiàn)象,為動物哺乳行為進(jìn)化研究方向打開了一片新領(lǐng)域。
一次偶遇
論文作者與這種蜘蛛的結(jié)緣純屬偶然。
2012年,陳占起在野外采集標(biāo)本的時候,發(fā)現(xiàn)了一種叫做大蟻蛛的跳蛛,一個巢里經(jīng)常住著好幾只蜘蛛。
“當(dāng)時我就想,有沒有可能蜘蛛媽媽和成年之后的蜘蛛孩子生活在一起?”陳占起說。
超長的親代撫育在動物界并不常見,專家曾認(rèn)為,這種行為僅存在于壽命較長的高等社會性脊椎動物類群中,例如人類和大象。而無脊椎動物中,即使母親會照顧孩子,等孩子營養(yǎng)獨立后也會馬上停止。
這引起了陳占起的極大好奇心,他決定將大蟻蛛帶回實驗室細(xì)細(xì)觀察。
經(jīng)過一段時間的觀察,陳占起發(fā)現(xiàn),小蜘蛛大約在出生20天之后,才會第一次出巢覓食。
令人匪夷所思的是,小蜘蛛20天之內(nèi)從沒出過門,可身體卻在不斷地長大,它們到底靠吃什么長大的?
“我們討論了好多種方案,包括母親給它們帶回食物,母親反芻喂食,吃母親排泄物,甚至吃營養(yǎng)卵等假說,但在實驗觀察中都一一被推翻了。”陳占起說。
陳占起不禁感到心灰意冷。
“我不敢相信自己的眼睛”
遲遲找不到答案,陳占起只能選擇最笨的辦法——24小時蹲守。
“那時候幾乎不離開實驗室,吃飯都是讓同事給送過來的。”他說,即使必須要離開,也會架起攝像機(jī)進(jìn)行拍攝。
終于有一天,陳占起幸運(yùn)地發(fā)現(xiàn)了一個奇特的現(xiàn)象:蜘蛛寶寶會聚集到母親肚子周圍,那樣子就有點像小狗圍在媽媽身邊吃奶一樣。
“我不敢相信自己的眼睛,大蟻蛛媽媽是在喂奶嗎?”他說。
他拿起一只蜘蛛媽媽,按壓了一下腹部,竟然真的擠出了少許液體,形態(tài)很像哺乳動物的乳汁。
可是,哺乳歷來都被認(rèn)為是哺乳動物獨有的行為。盡管有一些類群的動物,例如火烈鳥、鴿子和蟑螂等,也會提供類似“乳汁”的分泌物喂養(yǎng)后代,但是無論是從行為模式上、持續(xù)時間上還是功能上都與真正的哺乳動物的哺乳相差甚遠(yuǎn)。
為了進(jìn)一步驗證他的猜測,陳占起做了一個有點“殘忍”的實驗:他把大蟻蛛媽媽疑似產(chǎn)“奶”的地方封住了,結(jié)果發(fā)現(xiàn),所有的寶寶在10天之內(nèi)就全部死亡了。
同時,成分測定表明,“蜘蛛乳汁”的蛋白質(zhì)含量是牛奶的4倍左右,而脂肪和糖類的含量則低于牛奶。
它們?yōu)楹我?ldquo;啃老族”?
在此次實驗中,科研人員逐步還原出大蟻蛛養(yǎng)育子女的完整過程。
新孵化出的幼蛛會通過吸食其母親從生殖溝分泌出的液滴生長發(fā)育,并且在最初的20天之內(nèi)完全依賴這種“蜘蛛乳汁”存活。
從20天到40天,幼蛛開始自己外出捕獵,回家后繼續(xù)從母體吸食“乳汁”,作為“斷奶”前的過渡期。20日齡的幼蛛體長可以成長到其母親的一半左右。
大約從40日齡起,幼蛛完全斷奶,而此時的幼蛛體長已經(jīng)達(dá)到成年個體的八成。
一般到這個階段,很多動物幼崽就會離開母親的巢穴,獨立生活了。可研究人員發(fā)現(xiàn),這些小蜘蛛并沒有這么做。幼蛛斷奶后并不會離開其母親,而會繼續(xù)回巢生活,甚至成年之后的后代仍繼續(xù)和母親生活在同一巢穴。
小蜘蛛為何已經(jīng)長大了還在“啃老”?科研人員分析,這可能是因為這種大蟻蛛再繁殖的機(jī)會較低,因此母親愿意花費更多的精力照顧寶寶;同時,這種長期撫育方式也有利于降低幼年大蟻蛛被天敵捕食的幾率,讓它們防御、捕食等技能得到充分的發(fā)育。
可是,母親的這種“優(yōu)待”僅限于雌性小蜘蛛,雄性大蟻蛛一旦成年,就會被其母親和姐妹毫不猶豫地趕出家門。他們初步認(rèn)為,這種做法是大蟻蛛對近親繁殖的一種回避,這還有待于進(jìn)一步的研究。
對比實驗顯示,當(dāng)蜘蛛媽媽在的時候,窩里雌雄性別比為5.5:1,而將母親移除后,性別比則為1:1。“很顯然,大蟻蛛媽媽操縱了性別比。”陳占起說。
“大蟻蛛的長期哺乳行為研究成果非常令人振奮,在整個動物界,除了哺乳動物外,親代為后代提供自己體內(nèi)物質(zhì)(比如乳汁)的現(xiàn)象是非常罕見的,而此研究在大蟻蛛中發(fā)現(xiàn)了親代長期撫育后代的證據(jù),并為我們提供了非常全面論述。”國際著名動物生態(tài)學(xué)家Nick Royle評論稱。
Royle認(rèn)為,這項研究的激動人心之處還在于,它提供了在無脊椎動物中發(fā)現(xiàn)迄今為止最全面的超長親代撫育的證據(jù)。“大蟻蛛是獨立于哺乳動物系統(tǒng)進(jìn)化而來的,此項發(fā)現(xiàn)會幫助科學(xué)家更好地了解親代對后代長期的乳汁喂養(yǎng)的進(jìn)化。”
相關(guān)論文信息:DOI: 10.1126/science.aat3692
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