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會「哺乳」的蜘蛛?超營養蜘蛛奶讓幼蛛頭好壯壯!

活躍星系核_96
・2019/01/16 ・3192字 ・閱讀時間約 6 分鐘
  • 文/林傑│有點反骨的人類。談談科學,再談談文學。

你還記得在哈利波特第一集出現的阿辣哥嗎?牠擁有八隻腳八隻眼、巨大無比且毛茸茸的身軀,以及可怕的獠牙……這可怕的形象想必也曾出現在某些人的惡夢中吧?

不只是哈利波特,蜘蛛也是許多恐怖驚悚電影喜愛的元素之一。或許是被電影所影響,我們總覺得蜘蛛是種冷血無情、會吃人的八腳怪,但是,你有沒有想過,牠也有充滿母愛的一面?

你能想像長相可怕的蜘蛛也有充滿母愛的一面嗎?圖/By Neal Fowler @flickr

哺乳蜘蛛非新面孔!台灣也是牠的家

來自中國科學院昆明分院的科學家在雲南發現了一種蜘蛛,牠養育後代的行為與哺乳類動物相當類似,雌蛛不僅會分泌母乳給幼蛛喝,還會清潔牠們的巢穴,讓幼蛛在乾淨的環境下健康長大。

但這其實並非全新的物種,這種蜘蛛最早是於 1933 年在台灣發現的,當時的台北還被稱為台北州,發現蜘蛛的人則是日本學者齋藤三郎 (Saburo Saito)。而除了台北之外,台灣各地、中國東南部和東南亞都有發現這物種的蹤跡,許多野外攝影家的作品也有牠的身影。

這種蜘蛛的學名為 Toxeus magnus [註],更多人稱牠為大蟻蛛。在分類學中,牠是屬於蛛形綱、蜘蛛目、蠅虎跳蛛)科、蟻蛛屬。看看牠的外型,與我們熟悉的蜘蛛形象不太一樣,沒有毛茸茸的身軀(只有局部有毛)、沒有色彩鮮艷的斑紋,反倒有些樸素,長得就像螞蟻;若是到了野外,不仔細看,還很容易與黑棘蟻 (Polyrhachis dives搞混。

長得像螞蟻的大蟻蛛 (Toxeus magnus) 和一般的蜘蛛似乎有些不一樣呢!圖/By Sarefo, CC BY-SA 3.0, wikimedia commons

哺乳蜘蛛的研究團隊在野外發現大蟻蛛的巢穴,裏頭居然有不只一頭成年蟻蛛,這使得研究者相當困惑,因為大部分蜘蛛是獨居動物,只有少數具有群居或者社會性的行為,因此,他們決定將大蟻蛛帶回實驗室做進一步研究。

比牛奶更營養的蜘蛛奶,讓幼蛛流連忘返

研究團隊給大蟻蛛們打造了適當的窩,嚴格控管室溫與濕度,並給予充足的水分與食物,觀察大蟻蛛孵化及育兒的過程。

在幼蛛剛孵化的第一周,雌蛛,也就是蜘蛛媽媽,會從腹部的胃外溝(epigastric furrow;又譯為生殖溝)分泌出乳汁,滴在巢穴表面供幼蛛食用;隨著幼蛛長大,幼蛛會直接在胃外溝吸取乳汁。分析發現:這種乳汁含有糖分、脂肪、蛋白質等豐富的營養成分,其中蛋白質的含量高達 123.9mg/ml,相當於一般牛奶成分的四倍。

蜘蛛媽媽會從腹部的胃外溝 (epigastric furrow) 分泌出乳汁,滴在巢穴表面供幼蛛食用。B 圖左邊箭頭所指黃色處為乳汁。圖/研究圖片

孵化後 20 天,部分幼蛛會離開巢穴覓食,開始具有野外覓食的能力,但特別的是,幼蛛仍會返回巢穴吸食母乳。生長到了 40 天,蜘蛛媽媽不再分泌乳汁,但幼蛛仍會待在巢穴中「啃老」,與媽媽一同生活。

過了 60 天後,幼蛛成長到性成熟,成年雌蛛會持續生活在巢穴中,而成年雄蛛則會被媽媽及其他雌蛛攻擊驅趕。科學家認為,這個現象可以避免近親交配,減低罹患相關隱性疾病的風險,並增加基因多樣性。

給我滾出去!圖/By BET @giphy

哺乳+育幼,幼蛛的保命金符

研究團隊想要了解大蟻蛛媽媽及母乳對於幼蛛的重要性,進而設計了一系列的實驗。

研究者將蜘蛛分為四組,第一組為控制組,控制組的蜘蛛們非常幸福,一直到了成年都與母親待在一塊;第二組的雌蛛產卵後,研究人員立即以立可白阻斷雌蛛的乳汁分泌;第三組則是在幼蛛生長到第 20 天時,阻斷雌蛛的乳汁分泌;第四組在幼蛛生長到第 20 天時,將蜘蛛媽媽與幼蛛分開。

實驗發現,第二組的幼蛛一旦缺少媽媽的母乳,所有的幼蛛會在十天內死亡,證實了母乳是幼蛛成長時不可或缺的食物來源

出生的時候缺乏媽媽的乳汁,幼蛛便全部死亡了。圖/maxpixel

第三組的幼蛛成長到一定程度後再隔絕雌蛛的乳汁,幼蛛的生存率與物種體型比起控制組並無明顯變化,代表成長到 20 天後乳汁並非幼蛛的必要食物,而可以用其他的食物作為替代,因此牠們的覓食率明顯上升。

而第四組的實驗則發現:當幼蛛同時缺少乳汁與媽媽照顧,幼蛛的生存率與體型會下降,覓食率與離巢率則大幅上升。

研究人員進一步發現,缺少母親的照顧下,這些後代體內普遍存在寄生蟲,嚴重危害到幼蛛的健康,是幼蛛死亡的主因。這是因為母親可以清理並修補巢穴,大幅減少寄生蟲。就如同人類媽媽打掃小孩的房間,避免蟑螂螞蟻窩藏在我們的房間角落。

從這一系列的實驗可以發現,除了乳汁分泌,母親的存在對於後代的成長亦扮演很重要的角色。

這樣的養育行為或許另有用意

根據上述的實驗結果,我們能夠初步證實:媽媽的存在,對於後代的生存與成長有著正面幫助。除此之外,科學家還觀察到,幼蛛的雌性比例(雌:全部)在不同狀況下有著明顯的不同:第三組幼蛛的雌性比例 (0.50) 遠低於第四組 (0.84) 及控制組 (0.87),大蟻蛛媽媽似乎能夠控制幼蛛的性別比例,「刻意」地讓雌蛛的數量多於雄蛛。

在大蟻蛛這種一夫多妻的物種中,雌性在育幼方面比之雄性更為投入,在這種狀態下,更多的雌性意味著對於繁衍後代更為有利。可惜的是,雌蛛如何影響性別比的機制還未明瞭。

哺乳類以外的哺乳和育幼行為背後隱含什麼樣的意義呢?圖/By aitoff @Pixabay

在非脊椎動物中,目前只有發現大蟻蛛表現出與哺乳動物異常類似的養育及哺乳行為。無論是哺乳動物或者其他物種,哺育的行為對於物種繁衍皆有著正面效應,母親的存在能夠讓後代在成長時減少被捕食的危險,或是能夠教育後代生存的能力,不論是何者,皆可以提升後代在未來的生存機率,進而促進物種繁衍。

這次的發現,讓我們知道原來哺乳並不是哺乳動物的專利,不知道未來是否能找到更多會哺乳的物種呢?

  • [註]:大蟻蛛已於 2016 更改屬名(從 Myrmarachne 改成 Toxeus),現今正式學名應為 Toxeus magnus。其舊學名最初是由齋藤三郎 Saburo Saito 發現時命名為 Myrmarachne magnus

參考資料

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活躍星系核_96
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活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia

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四腳朝天倒吊運送犀牛,會比側臥更安全嗎?——【2021年搞笑諾貝爾-交通獎】

帕德波耶特 Pas de poète_96
・2021/09/28 ・2254字 ・閱讀時間約 4 分鐘
犀牛倒吊運輸畫面。

把大象放進冰箱,有幾個步驟?三個——打開冰箱,把大象塞進去,然後關上冰箱門。

這麼老哏的腦筋急轉彎哪天若成真,或許運輸需要保育的大型動物時,人類應該會輕鬆許多。我們就認真那麼一次好了,考慮大象在冰箱裡可能會因為空間擠壓,或氧氣不足而感到不舒服,在牠們被殘忍獵殺前,就已經被狠狠折磨過一遍了。

今天的主角是黑犀牛(Diceros bicornis)、只是這次沒有要把牠們關進冰箱裡。資深野生動物研究專家羅賓.雷德克利夫(Robin Radcliffe)等人,於今(2021)年三月釋出一篇研究,盼能瞭解被麻醉藥迷暈的黑犀牛,在倒吊的姿勢下做運輸,對牠們的身體有何影響。

研究發表於《野生動物疾病》(Journal of Wildlife Diseases)期刊。這個看似荒謬卻又有點實用的研究,同時也得到2021 年搞笑諾貝爾獎(Ig Nobel Prizes)交通獎的殊榮。

為什麼需要研究「運送犀牛」這件事?

黑犀牛雖然名字裡有個「黑」,但嚴格說來,牠是灰白色的。這個名字,純粹只是為了拿來與白犀牛做區別。

一般而言(在人們還沒有傷害他們之前),牠們有一對角,其中前角比後角長,每年可以長個三英吋,至長可以長到五英尺。黑犀牛曾大量存在於非洲撒哈拉以南,如今,由於犀牛角的中藥材與奢侈品等商業需求,數量急劇減少,被國際自然保護聯盟(IUCN)列為極危物種(CR),而西部黑犀牛(Diceros bicornis longipes)更是已完全滅絕。

南非的黑犀牛。圖/WIKIPEDIA

美國康乃爾大學(Cornell University)新聞稿指出,運送犀牛的主要原因,除了讓犀牛免於被獵的危機,也希望牠們能被分配在不同的棲地,豐富其基因資料的多元性。

牠們通常會被注射麻醉或鎮靜藥物,並透過直升機,輾轉載往人煙罕至的偏遠地帶。這種作法,早已行之有年。雷德克利夫曾在受訪時表示:「把犀牛倒吊在直升機底下做運輸,可能比我們想得要安全。」這畫面或許有點瞎,但對野生動物保育人士來說,卻提供了很重要的資訊。

多年來,對於這些被移來轉去的大型哺乳動物,人們未曾深入瞭解過程中可能對牠們產生的危害,包含藥物、運送方式,以及姿勢擺位的不同,分別所造成的影響。

麻醉藥劑對犀牛的影響

首先研究團隊注意到,那些讓犀牛「好好睡一覺」的注射物,其多半為強效鴉片類(opioids)藥物,效果約是嗎啡的一千倍。一千倍的嗎啡欸,這針注下去,此生大概都不會感受到疼痛了吧。

雖然人們不需要在運輸動物的過程中,想方設法讓牠們保持安靜,但這種強效型的鴉片類藥物,會讓犀牛產生一些副作用,包含呼吸窘迫(​​respiratory depression)、血液中的氧氣減少,以及新陳代謝加快。

犀牛在被運送前,通常會被注射麻醉或鎮靜藥物,並透過直升機,輾轉載往人煙罕至的偏遠地帶。圖/Pexels

也就是說,原本出於好意的移轉作業,現在聽來令人擔心。輕則損及身體健康,嚴重者,就算是一種謀殺,因為牠們很有可能就這樣走了。

難道就不注射鎮靜藥物了嗎?在我們能跟犀牛大大心電感應以前,我們最好還是不要冒著直升機墜毀的風險。於是,研究人員開始把重點,放在牠們運輸過程中的「姿勢擺位」上。

姿勢的奧秘:倒吊時呼吸更順暢?

在過去的經驗裡,馬在倒吊運輸過程中,會因為腹部器官壓迫肺臟,導致呼吸不順暢,因此研究團隊也假設這不是個好方法。對犀牛來說,也許我們啥也不做,簡簡單單地讓牠們側臥,都比倒吊這一類「花式運輸法」還要安全。事實真的是如此嗎?

本次實驗中,研究者將十二頭黑犀牛麻醉後,依序讓牠們側臥吊掛十分鐘後,再透過起重機,讓牠們四腳朝天倒掛十分鐘(看來是為了節省經費),企圖比較這兩種姿勢在黑犀牛的運送上,哪一個比較安全。

從最後犀牛們的生理指標來看,無論側臥還是倒掛,對犀牛的肺功能損害似乎沒什麼區別。然而有個狀況與先前運輸馬的經驗不同——倒掛對犀牛胸腔的壓迫反而較小,且牠們的吸氣量也有微量提升(雖然差異不大),呼吸順暢了一些。

「倒吊法」仍待改善,實驗尚需努力

雷德克利夫表示,雖然犀牛在這次研究中,兩種姿勢之間的生理變量上差異不大,但任何微小的變化,都足以提升工作者捕捉或麻醉野生動物時的安全性。至少,我們在這件事情上,有更人道的選擇與思考方向。

不過研究團隊認為,這個實驗仍待改善,以求接近真實情況。接下來,他們預計將倒吊犀牛的時間延長至三十分鐘。雷德克利夫指出,在非洲納比米亞(Namibia)這樣偏遠的棲地裡,以直昇機運送犀牛的時間長度,也差不多是如此。既然短時間內的倒吊能為黑犀牛帶來益處,那就得進一步探討,這個條件在長時間運輸上是否也安全。

參考資料

  •  Robin W. Radcliffe et al. (2021) the Pulmonary and Metabolic Effects of Suspension by the Feet Compared With Lateral Recumbency in Immobilized Black Rhinoceroses (diceros Bicornis) Captured by Aerial Darting. Journal of Wildlife Diseases,
  •  Bethany Halford (2021) 2021 Ig Nobel Prizes. C&EN.
  •  〈黑犀〉,維基百科
  •  Black Rhinoceros. National Geographic.
  •  Black Rhino. IUCN.
  •  Lauren Cahoon Roberts (2021) Upside down can be right way for rhino transport. Cornell University

帕德波耶特 Pas de poète_96
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嗜酒如命的平靜份子,逃離醫療工作後,在一連串荒謬的經歷下,成了文字與音樂工作者。
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