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雄蜘蛛能飞速弹射

蜘蛛,交配,营养物质
图片来源:pixabay
对于蜘蛛来说,爱会让他们付出一切。在一种叫做性食同类(sexual cannibalism)的令人毛骨悚然的习性中,许多蜘蛛物种的雌性会在交配后将雄性吃掉,这可能是为了获取营养物质,也有可能是为了保留她们对交配的选择权。
通常情况下,雌性蜘蛛的体型比与它们交配的雄性要大得多,因此具有更强大的身体优势。不过,一项发表于《当代生物学》(Current Biology)的新研究则展示了,一些雄性蜘蛛是如何保护自己的——在一种叫做隆喜蟱蛛(Philoponella prominens)的园蛛(orb weavers,主要结圆网)中,雄性能够利用它们储存在前腿关节中的能量,迅速将自己从一只饥饿的雌性身边弹射出去。湖北大学行为生态学家张士昶(这项研究的第一作者)表示:“基于我对蜘蛛性行为13年的研究经验,当我第一次在野外观察到这种弹射行为时,我知道我发现了一些特别的东西。”
这些园蛛共同生活在“复合网”上,这是由许多蜘蛛网相互连接而成的,可以容纳200多只蜘蛛。这意味着会有许多长腿“单身汉”在那里“闲逛”,从而使雌性蜘蛛可以吞食其中一些雄性。因此,为了避免自己成为性交后的零食,雄性蜘蛛必须在性交后立刻离开雌性。研究人员发现,在交配的时候,雄性蜘蛛会将自己的前腿弯曲,并撑在雌性身上。然后,在交配后的瞬间,这些雄性会立即伸直双腿,利用胫骨-跖骨关节中所累积的液压,将自己像在弹簧上一样地弹射出去。
弹射,逃跑,杂技蜘蛛
图片来源:pixabay
雄性蜘蛛能够以飞快的速度从雌性身边弹走,它们速度如此之快以至于普通摄像机都无法捕捉到这种弹射行为。于是,研究人员使用北京一家广告公司专用的高速摄像机,拍摄了这种蜘蛛的交配过程。随后,研究人员以每秒1500帧的速度观察雄性极速逃跑的过程,发现这些体长只有3毫米的蜘蛛能够以每秒高达88厘米左右的速度将自己弹射出去。“想象一个身高一米八的成年男性在一秒内将自己弹出530米远,”张士昶说道,“这就是这些雄性蜘蛛所做的事情。”当这些“杂技蜘蛛”将自己弹射至空中时,它们还能像八角陀螺一样旋转,而且平均每秒旋转175次。
在最初记录的155对雌雄园蛛中,有152只雄性成功弹射并存活了下来。但剩下的3只没有弹射出去而很快就被吃掉了。此外,还有一些雄性蜘蛛被研究人员阻止离开,它们也由于无法弹走而被雌性吞食。
出人意料的是,逃跑的雄性蜘蛛其实非常专一:在交配的过程中,它们会将自己吐出的一根丝“系”在雌性身上,而这根丝对于雄性来说相当于一条“安全线”。在它们快速弹射出去后,还能顺着这条线爬回去,找到那只雌性蜘蛛并再次进行交配。这种循环最多可以重复6次,从而增加成功授精的可能性。
性食同类,演化,突变
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马赛厄斯·弗尔默(Matthias Foellmer,未参与这项研究)是美国阿德尔菲大学的生物学家,主要研究蜘蛛性食同类的习性。弗尔默表示,尽管从人类的角度来看,性食同类似乎很可怕,但这种行为具有一定的演化意义。在大多数蜘蛛物种中,雄性对下一代的贡献只有它们的精子,因此吃掉它们对雌性蜘蛛来说没有什么损失。“如果你这样想的话,就会惊讶地发现,这种行为其实没有那么特别。”
弗尔默认为,这项研究阐述了性食同类是如何引发两性之间演化上的“军备竞赛”的。他补充道,现在看来较高的逃跑率似乎有利于雄性蜘蛛,但是,“也有可能出现突变,从而使雌性蜘蛛能够更快或者更善于捕捉雄性蜘蛛。”
撰文:杰克·塔米西亚(Jack Tamisiea)
翻译:仇艳菲
审校:王昱
引进来源:科学美国人
本文来自:中国数字科技馆
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