问题

Science 报道中国科学家发现一种蜘蛛可以分泌「乳汁」哺乳并长期养育后代,这项研究有怎样的意义?

回答
中国科学家们最近在《科学》杂志上发表的一项振奋人心的研究,揭示了一种在我国境内发现的蜘蛛,竟然能够像哺乳动物一样,分泌“乳汁”来哺育自己的后代,并与它们一同度过漫长的养育期。这项发现的意义之深远,堪称蜘蛛生物学领域乃至整个动物行为学研究中的一座里程碑。

长久以来,我们对于蜘蛛的认识,更多地停留在它们捕食昆虫、吐丝结网的刻板印象中。繁殖方式也普遍被认为是产卵、孵化,然后幼蛛自行觅食生存。然而,这次的研究却彻底颠覆了这一认知,向我们展示了自然界生物多样性的令人惊叹之处。蜘蛛的“乳汁”,具体来说,是一种富含蛋白质和脂肪的特殊分泌物,从蜘蛛的腹部腺体产生。科学家们通过细致的观察和实验,证明了这种分泌物不仅能够为幼蛛提供必需的营养,更能显著提高幼蛛的存活率和生长速度。

这项研究的意义首先体现在对我们理解“哺乳”这一生殖策略的扩展。通常我们认为哺乳是哺乳动物独有的特征,是区分它们与其他动物的重要标志。但这次发现表明,哺乳行为并非仅仅局限于哺乳动物,而是可能在更广泛的动物类群中独立演化出现。这不仅挑战了我们对生殖策略分类的传统框架,也促使我们重新审视生命的演化路径,思考在不同环境下,生物为了适应和繁衍,会发展出多么奇妙且出人意料的机制。

其次,这项研究对于揭示蜘蛛的社会性行为和亲代抚育机制提供了宝贵的线索。蜘蛛普遍被认为是独居且具有攻击性的动物,但能够分泌乳汁并长期养育后代,暗示了这种蜘蛛可能具有高度发达的亲代关怀行为,甚至可能存在某种程度的社会组织。这种行为的背后,必然涉及复杂的信号传递、资源分配以及个体间的协调。理解这些机制,将有助于我们深入探究动物的亲情纽带是如何形成和维系的,以及在没有发达脑部结构的情况下,动物是如何展现出如此精细和有目的性的抚育行为的。

此外,这项研究也为我们提供了研究进化生物学和适应性演化的绝佳案例。是什么样的环境压力或演化优势,促使这种蜘蛛发展出如此独特的哺乳和抚育行为?这种行为的出现,是否与它们的食物来源、捕食者压力、栖息地环境等因素有关?这些问题的答案,将有助于我们更全面地理解生命如何在极端条件下寻求生存之道,以及自然选择的力量可以催生出多么令人惊叹的适应性特征。

更广泛地说,这项研究也提醒我们,在广袤的自然界中,还有无数未知等待我们去探索。许多我们习以为常的生物学概念,可能只是冰山一角。这次蜘蛛“哺乳”的发现,就是一次对传统认知的有力冲击,也再次证明了科学探索的价值和魅力所在。它鼓励我们保持一颗好奇心,不畏艰难,持续深入地研究和理解我们所处的这个丰富多彩的生命世界。

网友意见

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世界首例非哺乳动物可哺乳,中国科学家发现蜘蛛乳汁震动科学界!

今天,中国科学院发布重大科学成果:中国科学院西双版纳热带植物园权锐昌研究员及其同事陈占起等组成的研究团队,在国际上发现了首例哺乳动物之外能通过哺乳养育后代的现象,为动物哺乳行为进化研究方向打开一片新领域。这一成果发表在11月30日国际权威学术期刊《科学》杂志上。

科学家发现大蚁蛛有长期的“哺乳行为”

哺乳历来都被认为是哺乳动物独有的行为,尽管有一些类群的动物,例如鸟类和蟑螂也提供类似“乳汁”的分泌物喂养后代,但是无论是从行为模式上、持续时间上还是功能上都与真正的哺乳动物的哺乳相差甚远。中国科学院西双版纳热带植物园研究人员发现一种跳蛛(大蚁蛛)具有长期的“哺乳行为”,并且这种哺乳行为在上述各方面都和哺乳动物极其一致。

“蜘蛛乳汁”是从生殖沟分泌出的液滴

研究发现,新孵化出的幼蛛会通过吸食其母亲从生殖沟分泌出的液滴生长发育,并且在最初的20天之内完全依赖此液体存活。科研人员称此液体为“蜘蛛乳汁”,经成分测定表明, “蜘蛛乳汁”的蛋白质含量是牛奶的4倍左右,而脂肪和糖类的含量则低于牛奶。20日龄的幼蛛体长可以成长到其母亲的一半左右。从20天到40天,幼蛛会自己外出捕猎,也会继续从母体吸食“乳汁”,为“断奶”前的过渡期。大约从40日龄起幼蛛完全断奶,而此时的幼蛛体长已经达到成年个体的八成。

https://www.zhihu.com/video/1051836766423793664

研究发现,幼蛛断奶后并不会离开其母亲,而会继续回巢生活,甚至成年之后的雌蛛后代仍继续和母亲生活在同一巢穴。但是当雄蛛后代成年后,母亲和其姐妹则会将成年的雄性个体驱赶离巢。该蜘蛛会照顾成年之后的后代,表现出了超长的亲代抚育行为模式,而这种超长的亲代抚育行为曾被认为仅存在于寿命较长的高等社会性脊椎动物类群中,例如人类和大象。

研究成果振奋动物界

此两项发现(哺乳、超长亲代抚育)将激发科学家重新衡量和定位有关哺乳现象、哺乳行为以及长期的亲代抚育在动物界,尤其是无脊椎动物中的存在现状、进化历史和意义。

国际著名动物生态学家Nick Royle认为大蚁蛛的长期哺乳行为研究成果非常令人振奋,在整个动物界,除了哺乳动物以外,亲代为后代提供来自亲代体内物质(比如乳汁)的现象是非常罕见的,而此项研究在大蚁蛛中发现了亲代长期抚育后代的证据,并为我们提供了非常全面论述。研究成果的激动人心之处还在于,提供了在无脊椎动物中发现迄今为止最全面的超长亲代抚育的证据。大蚁蛛是独立于哺乳动物系统进化而来的,此项发现会帮助科学家更好地了解亲代对后代长期的乳汁喂养的进化。

本项研究成果是由中科院西双版纳热带植物园陈占起和权锐昌主导完成的原创性科学发现。此项成果得到国家自然科学基金面上项目、中科院东南亚中心、中国博士后科学基金会、中科院西双版纳热带植物园一三五项目等的支持。

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