(圖片來源:陳占起)
18世紀的生物學家卡爾·林奈根據乳腺這一關鍵特征将一群動物劃分為“哺乳動物”,具有乳腺的雌性個體可以通過産奶來哺育幼崽。雖然泌乳是哺乳動物的普遍特征,但事實證明這種現象不是獨一無二的。科學家們後來了解到一些同樣靠産奶來哺育幼體的非哺乳類的生物。以蟑螂為例,它們用一種富含蛋白質的乳狀液體來滋養發育中的胚胎。2018年11月29日發表在Science雜志上的一項新研究顯示,至少還存在一種靠制造乳汁哺育後代的無脊椎動物,這種形似螞蟻的跳蛛叫做大蟻蛛(Toxeus magnus)。
“像這種不屬于哺乳動物的泌乳哺育的情況并不多,”赫爾大學的動物學家James Gilbert說,他沒有參與這項研究。“無脊椎動物總能讓你吃驚。”
陳占起是中國科學院綜合保護中心的博士後,他和同事們之所以開始探究大蟻蛛的親代行為,是因為注意到這種蜘蛛的育種巢中要麼是一些成蛛,要麼隻有帶着孩子的一隻雌性成蛛——這一現象暗示着雌蛛參與了對後代的長期撫育。在更加深入的調查下,研究人員發現了一件令人費解的事:幼蛛雖然沒有離開巢穴卻在逐漸長大,而母蛛也似乎沒有帶給它們任何食物。
關于後代的營養來源有幾種可能的解釋,陳博士說道,比如營養卵(作為糧食儲備的未受精卵)或者反刍(親代将吃下的食物吐出喂給後代)。但是該團隊的觀察導緻了另一種意想不到的可能。一天晚上,在陳博士在為生長中的蜘蛛記錄體型數據的時候,他看到一些幼蛛貼在了母蛛的身體上——就像哺乳動物咬住母親的乳腺一樣。“我有很多種假設,但并不包括這一種,”陳博士告訴The Scientist,“那時我非常激動,覺都睡不着了。”
一個巢穴裡的成熟雌性大蟻蛛和它兩周大的幼蛛們。(圖片來源:陳占起)
這一驚人的發現衍生出了一系列補充的實驗。當研究人員把這種小動物放到顯微鏡底下看時,他們發現母蛛會從上腹溝中分泌一種乳汁般的物質,上腹溝在腹部開口用于産卵的位置。這些分泌物“非常像哺乳動物的乳汁,”陳占起的合作者兼實驗室組長權銳昌說道。
該團隊随後分析了這種乳汁中的成分,發現其中含有糖、脂肪以及四倍于牛奶的蛋白質。他們也證明了這種乳汁對于後代的生存是相當關鍵的。研究人員堵塞了母蛛的上腹溝,幼蛛在孵化後還不到10天就死了。
在破殼而出後的20天中,幼蛛們僅以母乳為食。然後它們開始離開巢穴覓食,但仍會繼續食用幾周母乳,直到快要到性成熟的時候才停下。據陳博士所述,這種延長的泌乳期以及親密的母嬰關系,要比蟑螂更加類似于在哺乳動物上觀察到的過程,蟑螂隻是用它們的乳汁來滋養發育中的胚胎。
“他們表現出像哺乳動物一樣的母系撫育,這非常強大,”巴西聖保羅大學的行為生态學家Eduardo Santos說道,他未參與這項研究,“這真是太酷了。”
陳占起、權銳昌和同事們還留有一些問題,他們希望能夠通過以後的實驗來解決。比如,他們計劃探究這些蜘蛛是否也像哺乳動物一樣通過乳腺來制造乳汁,以及尋找其他有類似的親代行為的無脊椎動物。
“(這項)研究讓我想知道其他蜘蛛和生物會是什麼情況,”田納西大學查塔努加分校的生物學家Hope Klug說道,他未參與此項研究。“自然界中的親代撫育很有可能比我們預料的要多得多。”
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