科學技術日報記者趙漢斌
三年前,中國科學院西雙版納熱帶植物園研究小組首次發(fā)現(xiàn)除哺乳動物外,還可以通過哺乳動物養(yǎng)育后代的無脊椎動物——螞蟻蜘蛛,這為無脊椎動物中全面的超長親代養(yǎng)育提供了證據(jù)。
最近,該團隊進一步研究了攻擊性螞蟻蜘蛛具有很強可塑性的事實。給螞蟻蜘蛛“照鏡子”可以降低攻擊性,通過大量實驗可以證明這與社會環(huán)境有關。
這種“明星物種”的另一個不為人知的行為特征是什么?動物的社會性是由什么因素決定的?可塑性的攻擊性對動物有什么意義?一系列問題讓人探究。
鏡面模擬螞蟻蜘蛛再次群居裝置示意圖凍冰供應圖
哺乳動物蜘蛛“明星”仍然是“社會人”
到南方野外登山或在森林散步時,通常會遇到黑色的、和成年人指甲一樣大的奇怪“螞蟻”。
其實不是螞蟻,而是模仿螞蟻的蜘蛛——螞蟻蜘蛛。廣義的“螞蟻蜘蛛屬”是跳蜘蛛科最多的物種之一,不僅在形態(tài)上,而且在行為上與螞蟻非常相似,據(jù)了解,全世界有200多種。其中螞蟻蜘蛛廣泛分布在東亞、東南亞、熱帶、亞熱帶地區(qū),模式產(chǎn)地在我國臺灣。
但是必須指出,這些螞蟻蜘蛛不像傳說中那樣吃掉螞蟻?!爸锌圃何靼嗉{熱帶植物園研究員陳占琪告訴記者,螞蟻有蟻酸,所以“口感不好”,集群攻擊力也很強,所以鳥類和捕食性昆蟲等捕食者離得很遠。和其他螞蟻蜘蛛“親戚”一樣,大螞蟻蜘蛛的儀態(tài)也能避開喜歡吃蜘蛛的天敵的眼睛,避免搶劫。
哺乳動物一直被認為是哺乳動物獨有的行為。有些動物(如鳥類和蟑螂)也為后代提供“牛奶”,但在行為模式、持續(xù)時間和功能上與實際哺乳動物的哺乳相差甚遠。
2018年11月30日,國際頂尖雜志《科學》在線公布了西雙版納熱帶植物園陳占基、權藝昌共同職稱的研究結果,首次發(fā)現(xiàn)螞蟻蜘蛛中的螞蟻蜘蛛也有“哺乳行為”,這是世界上第一次對哺乳動物的外用母乳喂養(yǎng)后代的研究發(fā)現(xiàn)。
成分測定結果顯示,螞蟻蜘蛛牛奶的蛋白質(zhì)含量是牛奶的4倍左右?!靶≈┲霐嗄毯蟛浑x開母親,回到巢里繼續(xù)生活,成年后的母蜘蛛后代也繼續(xù)生活在同一個巢里。(威廉莎士比亞、小王子、小王子、家人)但雄性蜘蛛的后代成年后,母親和姐妹們會把成年的雄性趕出巢穴?!标愓蓟榻B。
“這種行為被認為只存在于壽命較長的高等社會性脊椎動物群中,如靈長類和鼻類的大象?!标愓蓟f,家庭成員以群居為單位,永久軍隊、個體之間的合作養(yǎng)育、從出生到死亡,在集體中相互依賴是由阿薩會省進化而來的一種永久社會。(莎士比亞,莎士比亞)。
自從發(fā)現(xiàn)螞蟻蜘蛛可以“母乳喂養(yǎng)”后,研究小組從阿薩會屬性開始,開始了新的研究。
"判斷螞蟻蜘蛛的社會程度主要是基于群居可以持續(xù)的時間."論文第一作者、中科院西雙版納熱帶植物園節(jié)肢動物行為及生態(tài)研究組研究生董冰告訴記者,雌性螞蟻蜘蛛后代成年后將與母親同居。這超過了大多數(shù)阿薩會性生物,因此被稱為“接近”永久性社會性。另一方面,螞蟻蜘蛛的群居不是永久的,沒有合作養(yǎng)育,因此不能被視為永久的社會性。
“螞蟻蜘蛛沒有社會分工。這是典型的“阿薩會城”的一個模式。每個個人都可以繁殖和筑巢,還可以自己捕獲獵物。與蜜蜂、螞蟻、白蟻等分工明確、部分個體喪失繁殖能力的慘死回種大不相同?!标愓计鎻娬{(diào)。
社會動物的攻擊性有可塑性嗎?
對同類保持低攻擊性是社會動物維持群居生活的必要條件。
“一個物種對同類攻擊性強弱與社會程度密切相關。永久社會物種一般不是社會性或社會性較低的物種,不會表現(xiàn)出對同類的攻擊,通常會進行強烈的戰(zhàn)斗。”董冰說。
大多數(shù)蜘蛛母親不撫養(yǎng)后代,或只撫養(yǎng)早期幼體,而螞蟻蜘蛛的母親則需要繼續(xù)提供2-3個月的親代育,撫養(yǎng)后代直到營養(yǎng)獨立或成年。(約翰f肯尼迪,《Northern Exposure》(美國電視劇),家族成員)“阿薩會性”生物和家族成員保持密切互動,有些物種進化出識別親屬的能力,經(jīng)常歧視親屬和非親屬。
螞蟻蜘蛛與母親、兄弟姐妹相處時很少吵架,但有時要嚴厲地說“一句話也不說”。那么大的螞蟻蜘蛛的這種戰(zhàn)斗只針對非家庭成員嗎?還是群居狀態(tài)下比較弱,一個人生活的時候比較強?在探索動物社會進化的使命中,科學家們開始了持續(xù)的觀察研究。
“為了探討這種打架行為差異的發(fā)生原因,我們開展了實驗,驗證了多層假設?!倍榻B說,首先根據(jù)帽子或姐妹是否有直接親緣關系,是否處于群居狀態(tài),觀察螞蟻蜘蛛和蜘蛛配對作戰(zhàn)的行為。實驗結果表明,這種戰(zhàn)斗與親屬關系無關,與群居條件密切相關。群居條件下螞蟻蜘蛛戰(zhàn)斗比獨居的螞蟻蜘蛛弱。處于群居狀態(tài)的螞蟻蜘蛛對同種親緣和非親緣個體也沒有攻擊性,處于獨居狀態(tài)的螞蟻蜘蛛對親緣和非親緣個體都有很高的攻擊性。
此后,董冰又為大螞蟻蜘蛛創(chuàng)造了再次群居的條件,用獨居狀態(tài)下的大螞蟻蜘蛛這樣的群居飼養(yǎng),進一步驗證了獨居個體的攻擊性是否可以通過再次群居而降低。(威廉莎士比亞、獨居者、獨居者、獨居者、獨居者、獨居者)每三天對再次群居的個人進行一次戰(zhàn)斗行為測試。螞蟻蜘蛛的戰(zhàn)斗進行的時候。
為減弱之后,再次將它們隔離獨居一周。結果表明,獨居個體在群居之后的第三天就大幅降低了攻擊性。若再將這些攻擊性降低的大蟻蛛隔離,一周后其爭斗行為又會增強到群居前的狀態(tài)。大蟻蛛或可成為科研的重要模式物種
大蟻蛛的爭斗行為可以通過再次群居而下降,但個中原委還需要進一步深究。
“大蟻蛛屬于跳珠,這一類的視覺特別的好,它很敏銳,周圍個體存在什么活動它都看得很明白?!标愓计鹫f,因此他們想到用鏡子來進行測試,以證實通過視覺信號是否能降低大蟻蛛的攻擊性。通過鏡像模擬,也能排除個體之間直接打斗和氣味的影響。
董冰等人用五面鏡子替代五只真實的大蟻蛛模擬再次群居。他們把經(jīng)過隔離的大蟻蛛單獨放在只有鏡像的飼養(yǎng)盒中,每隔三天測試它們的爭斗行為,探究在模擬群居后其攻擊性是否會下降。結果證明,曾經(jīng)表現(xiàn)出強烈爭斗行為的大蟻蛛,在用鏡子替代同伴的飼養(yǎng)盒中生活六天后,攻擊性也會顯著下降。
“實驗證明,視覺信息在這類高等亞社會性無脊椎動物中發(fā)揮著重要作用。它們具備很強的社會性,同時也能經(jīng)常獨居,其間的模式可以來回切換。由此可見,這種靈活可塑的同種攻擊性,對大蟻蛛的社會模式來講就至關重要。如果說沒有這樣的模式,它是沒法適應環(huán)境的?!标愓计鹫f,“接受視覺信號的大蟻蛛在實際打斗發(fā)生之前可評估對手的情況,從而大大降低受傷的可能性?!?/p>
“與表現(xiàn)出區(qū)分親屬與非親屬的攻擊性的蜘蛛不同的是,大蟻蛛的社會性程度更高,這主要體現(xiàn)于群居時間更長,讓它們更接近永久社會性?!倍f,此外,大蟻蛛又與永久社會性的結網(wǎng)蜘蛛不同,因為大蟻蛛沒有多個家庭組成的社群,不合作捕獵,也不像永久社會性蜘蛛那樣永久地維持較低的同種攻擊性。大蟻蛛在發(fā)育階段群居,進入擴散階段獨居,之后又很快和后代群居,使其快速適應變化的社會環(huán)境。
陳占起向記者透露,目前,他們團隊的研究工作都在大蟻蛛上,一是深入了解其社會性的演化,一是了解其認知水平,已不斷有新的發(fā)現(xiàn)等待揭示。
“大蟻蛛因其獨特的社會性,你可以把它比作一種小型猴群或是大象群,并且無脊椎動物中,這種類型是很少的。所以我們要在實驗中去驗證它是不是從一種非永久社會到永久社會的一個轉化?!标愓计鹫f,目前他們主要研究其學習能力、技能傳授、個性等在社會性中起到的作用。不久后,大蟻蛛或許會成為一個模式物種,為研究復雜的動物社會性問題發(fā)揮重要作用。
編輯:張爽
審核:朱麗
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