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中国科学家首次发现名为大蚁蛛(Toxeus magnus)的跳蛛具有“哺乳行为”

大蚁蛛(Toxeusmagnus)

大蚁蛛(Toxeus magnus)

大蚁蛛(Toxeusmagnus)的巢

大蚁蛛(Toxeus magnus)的巢

显微镜下大蚁蛛的生殖沟及乳汁

显微镜下大蚁蛛的生殖沟及乳汁

中国科学家周四(11月30日)在北京公布研究成果,中科院在西双版纳的研究团队发现云南的大蚁蛛有长期哺乳行为。该发现属全球首例,已在国际权威期刊《科学》杂志发表。

由研究员权锐昌和陈占起博士组成的研究团队表示,哺乳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,但无论从行为模式、持续时间,还是功能上,都与真正的哺乳行为相差甚远。研究团队却发现,大蚁蛛的哺乳行为各方面都与哺乳动物极其一致。

大蚁蛛幼蛛刚出生的20天内,会通过吸食其母亲从生殖沟分泌出的液体赖以存活。科研人员称此液体为“蜘蛛乳汁”,经成分测定显示,“蜘蛛乳汁”的蛋白质含量是牛奶约4倍,而脂肪和糖类的含量则低于牛奶。20日龄的幼蛛体长可以长大到其母亲的体形约一半。

从20天到40天,幼蛛一方面独自外出捕猎,同时继续从母体吸食“乳汁”,此为“断奶”前的过渡期。而幼蛛从40日龄起可完全断奶,这时的幼蛛体长已经达到成年个体的八成。

研究还发现,幼蛛断奶后不会离开母亲。雌蛛成年后会继续与母亲生活在同一巢穴,雄蛛成年后则会被母亲和其姐妹赶离巢。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。

相关报道:新发现一种跳蛛的长期哺乳行为

据中国科学院西双版纳热带植物园(陈占起、杨振、玉最东):哺乳行为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“乳汁”喂养后代,但是无论是从行为模式上、持续时间上还是从功能上都与真正的哺乳动物的哺乳相差甚远。

中科院西双版纳热带植物园研究员权锐昌及其博士后陈占起共同领衔的研究团队首次发现并证实了一种名为大蚁蛛(Toxeus magnus)的跳蛛也具有“哺乳行为”,并且这种哺乳行为在上述各方面都和哺乳动物的哺乳现象极其一致。这也是世界上首例哺乳动物之外用母乳喂养后代的研究发现。该研究成果以Prolonged milk provisioning in a jumping spider(《一种跳蛛的长期哺乳行为》)为题,于2018年11月30日在线发表在国际顶级期刊Science(《科学》)上。

该研究团队通过系列科学实验,记录并证明了:1、大蚁蛛可以像高等哺乳动物一样对幼蛛进行哺乳,经过成分测定,发现蜘蛛乳汁的蛋白质含量是牛奶的4倍左右;2、母亲会继续照顾成年的后代——而这种超长的抚育行为曾被认为仅存在于寿命较长的高等社会性哺乳动物类群中,例如人类和大象。该研究发现,新孵化出来的幼蛛会通过吸食其母亲从生殖沟分泌出来的液滴生长发育,并且在20天之前完全依赖此液体存活。20天时其幼蛛的体长可以达到其母亲的一半左右。从20天到40天为幼蛛“断奶”前的过渡期,幼蛛会自己外出捕猎,也会继续从母体吸食“哺乳”。40天时幼蛛完全断奶,而此时的幼蛛体长已经达到了成年个体的八成大小。可是断奶后的幼蛛并不会离开其母亲,而会继续回巢生活,甚至成年之后的雌性后代也继续和母亲生活在同一巢穴。但是当雄性后代成年后,母亲和其姐妹则会将成年的雄性个体赶出家庭。

该成果意味着,哺乳不再是哺乳动物特有的属性。哺乳与超长抚育行为的起源、存在现状和进化模式将因此发现需要被重新衡量。由于具备重要的原创性意义和科学传播价值,该项研究还被《科学》杂志重点报道,有望为生物学基础理论创新做出重要贡献,并在世界范围内产生积极影响。 动物生态学家Nick Royle认为,大蚁蛛的长期哺乳行为研究成果令人振奋,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的现象非常罕见,而该研究在大蚁蛛中发现了亲代长期抚育后代的证据,以及在无脊椎动物中发现了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,该发现可帮助科学家更好地了解亲代对后代长期乳汁喂养的进化。

本项研究成果得到了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”等的资助。

相关报道:大蚁蛛的长期哺乳行为研究成果发布会在北京召开

据中国科学院西双版纳热带植物园(作者:杨振、玉最东,摄影:王晓亮、先义杰):11月30日上午,中国科学院在北京召开新闻发布会,介绍版纳植物园研究员权锐昌及其同事陈占起等组成的研究团队在Science(《科学》)上发表关于蜘蛛长期哺乳行为的重要研究成果。中科院副秘书长、前沿科学与教育局局长高鸿钧、中科院科学传播局局长周德进、国家自然科学基金委员会生命科学部处长胡景杰、中国博士后科学基金会博士后评估与服务处副处长李劼、中科院西双版纳热带植物园主任陈进和相关负责人出席会议。

高鸿钧代表中科院对版纳植物园的研究团队表示热烈祝贺,并介绍中科院实施创新驱动发展战略,开展国际前沿性重点研究计划的相关情况。高鸿钧表示,版纳植物园既是对公众开放的风景秀丽的中国最好植物园之一,也是开展科学研究、物种保存和科普教育的重要研究机构。版纳植物园关于大蚁蛛长期哺乳行为的研究于11月30日在线发表于《科学》杂志上,这是世界上发现的首例哺乳动物之外用母乳喂养后代的哺乳行为,为哺乳行为的起源、现状和进化模式提供了新的研究视角。

陈进介绍了版纳植物园的基本情况、科研环境和创新文化。陈进表示,版纳植物园不仅是13000多种热带植物的大本营,同时是280多种鸟、1000多种蜘蛛、200多种蝴蝶等动物的生态家园。版纳植物园一直倡导并采用低碳的管理方式,因而促进了园区生物多样性的丰富,为相关科学研究提供了极大便利。同时,版纳植物园虽然地处偏远小镇,却是中科院国际化水平最高的研究机构之一,每2个博士后中就有1个外籍博士后,每6个研究生中就有1个外籍学生,每7个研究组中就有1个外籍研究组长,常年有60-70名来自30多个不同国家的外籍科学家和学生在此工作学习,国际化的科研环境和良好的学术氛围对于新科研思想的产生具有积极促进作用。

论文通讯作者权锐昌研究员介绍了大蚁蛛长期哺乳和抚育行为的相关研究背景、主要结论和意义。本项研究的发现主要有两个方面:1、大蚁蛛可以像高等哺乳动物一样对幼蛛进行哺乳,经过成分测定,发现蜘蛛乳汁的蛋白质含量是牛奶的4倍左右;2、母亲会继续照顾成年的后代——而这种超长的抚育行为曾被认为仅存在于寿命较长的高等社会性哺乳动物类群中,例如人类和大象。本项研究的科学意义:一是哺乳行为的起源、现状和进化模式因为此发现将需要被重新衡量。二是无脊椎动物能够完成极其复杂的后代抚育行为,此发现将启发进化生物学家、生理学家、脑神经科学专家进一步探究无脊椎动物如何利用微小体积的中枢神经系统完成如此复杂的一系列亲代抚育任务。

论文的第一作者陈占起博士重点介绍了发现和研究大蚁蛛哺乳并抚育后代现象的详细过程。他从一次偶然发现大蚁蛛在同一个巢里有多只成年个体的奇怪现象开始,大胆提出假设,并通过实验一次次否定之前提出的四种假说,研究一度陷入困境。直到有一天深夜陈占起在观察中隐约发现幼蛛在母亲腹部进食的动作,一个连他自己都不相信的想法在脑中闪现,难道大蚁蛛是通过哺乳来哺育后代?在随后的研究中发现育幼的雌性大蚁蛛生殖沟确实会分泌液体,经测定该液体的蛋白质含量是牛奶的4倍左右,为大蚁蛛能分泌“乳汁”喂养后代找到了直接证据。进一步的研究发现,幼蛛断奶后并不会离开其母亲,母亲的存在对幼蛛的存活率和生长速度都有积极作用,并推迟了幼蛛的离巢时间。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。

会上,国内外两位重要专家对本项研究成果进行了评价。国际著名动物生态学家Nick Royle通过录制视频的方式对本项成果进行祝贺,他表示,大蚁蛛的长期哺乳行为研究成果非常令人振奋,此项研究在大蚁蛛中发现了亲代长期抚育后代的证据,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。中科院动物研究所研究员李枢强表示,这项研究是由中国学者主导,并且是中国蜘蛛研究成果第一次登上国际权威学术期刊《科学》杂志,标志着中国的蜘蛛研究水平取得重要突破。

新闻发布会由中科院新闻发言人、科学传播局局长周德进主持。在集中介绍之后,研究团队还就媒体记者相关问题一一作了解答。人民日报、新华社、中央电视台、科技日报、中国科学报等17家媒体参加了新闻发布会。

机器头条新闻 news.ji-qi.com)综合整理。

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