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科普:蜘蛛也“哺乳”? 精选

已有 3230 次阅读 2019-8-30 15:54 |个人分类:科普随笔|系统分类:科普集锦| 蜘蛛, 哺乳, 动物

蜘蛛也“哺乳”?

王德华

 

2018年底我国科学家在著名的《科学》(Science) 杂志上发表了一篇题为“一种跳蛛的长期哺乳行为”的论文,第一次报道了哺乳动物之外的动物的哺乳行为,即通过哺乳养育后代。这是一个有趣的发现,学术界很关注,有学者认为这个发现为动物哺乳行为的进化研究打开了一个新的窗口,也有媒体报道可能会改变生物教科书的相关内容。

脊椎动物中有一类是哺乳动物,主要特点是恒温(恒定而较高的体温)、身体有毛发和皮遮盖和哺乳。所谓哺乳就是雌性生产(分娩)后分泌和产生乳汁以哺育后代。乳汁由乳腺分泌,乳腺分布在乳房中。所以一般认为通过哺乳喂养后代是哺乳动物(包括人类)专有的。在蜘蛛中也发现有哺乳行为,自然会引起人们的兴趣和关注。

蜘蛛在分类学上属于蛛形纲动物,全世界有蜘蛛4万多种。发现有“哺乳”行为的这种蜘蛛叫大蚁蛛,隶属于蜘蛛目、跳蛛科、蚁蛛属,主要生活在新加坡和中国广东等热带和亚热带地区。研究者观察到,大蚁蛛的幼体在出生的前20天没有离开自己的巢穴,蜘蛛妈妈在这期间内也没有从外面带回食物,蜘蛛幼体在这20天内身体长大了近4倍,一个有趣的问题就是它们靠什么发育长大呢?研究者经过进一步细致观察,终于发现了其中的奥秘。雌性大蚁蛛的腹部有一条生殖沟,生殖沟会分泌一种液滴,幼蛛就是通过吸食这些液滴长大的。经过分析,这种液滴含有糖类、脂肪和蛋白质,研究者们称之为“乳汁”。在幼年蜘蛛刚孵化的前7天,大蚁蛛妈妈会将“乳汁”分泌到巢穴内的各个部位,供幼蛛取食。7天之后,雌蛛就不再主动分泌“乳汁”了,幼蛛就会爬到蚁蛛妈妈的生殖沟的位置自己取食“乳汁”。还有一个有意思发现是,这种跳蛛会一直靠取食妈妈的“乳汁”到成年。我们知道,双亲将后代一直持续照顾到成年在灵长类(包括人类)、大象等物种中较为普遍,在蜘蛛中也发现亲本长期抚育幼体的现象是很惊奇的。

人们存疑的是,蜘蛛的这种“哺乳”现象是不是等同于哺乳动物的哺乳行为呢?这里简单比较,可以回答一些疑问和争议。

哺乳动物的乳汁是由乳房中的乳腺组织分泌产生的。蜘蛛中还没有发现(或确认)类似的器官或组织。哺乳动物的乳汁含有蛋白质、脂肪和糖等营养物质。分析发现蜘蛛的“乳汁”也是高营养的,蛋白质的含量是牛奶的4倍左右,脂肪和糖类的含量比牛奶低。哺乳动物的乳汁产生是一个复杂的生理过程。母体生产后,在幼体的吸吮刺激下,在促乳素的作用下,乳腺产生和分泌乳汁。从发育上看,哺乳动物的乳腺与皮脂腺、汗腺等一样是表皮的衍生物。乳腺是变态的汗腺,雌雄都有,但在雄性不起作用,在雌性中能够分泌乳汁。乳腺的发育受卵巢、垂体前叶和肾上腺皮质分泌的激素等控制。尽管研究者观察到跳蛛的“哺乳”行为与人类的哺乳行为很相似,但无脊椎动物的蜘蛛与脊椎动物的哺乳动物在分类地位上差别很远,具有不同的起源,所以产生“乳汁”的器官(或组织)和生理过程等也是不同的。

哺乳动物中的鸭嘴兽,分布在澳大利亚,很原始。鸭嘴兽的生殖方式是卵生,不是胎生。母体没有育儿袋,也没有乳头,乳腺成束状,直接开口在腹部。鸭嘴兽的幼体用舌头在乳腺区取食乳汁。

很有意思的是,在一些鸟类中,如鸽子、企鹅和火烈鸟等,也发现母鸟在喂养幼鸟的时候,喉咙下的嗉囊中也能够分泌一种营养丰富的物质,类似哺乳动物的“哺乳”行为。鸟类没有乳腺,所以鸟类的“乳汁”不是乳腺分泌的。

关于蜘蛛“哺乳”的很多问题还没有答案,需要进一步深入研究,如“泌乳”的器官,“泌乳”的调控机制等。大自然奥妙无穷,动物的行为多种多样。不同的动物类群中,类似“哺乳”等起源不同、功能相似的行为的进化,是很迷人的学术问题,期待科学家有更多更新的发现,早些解开谜团。

注:本文将发表在《科学画报》2019年第8期上。




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