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会“飞”的蜘蛛,科学家揭示蜘蛛能织“气球”让本身随风飞向领地
错误的选择 发表于:2021-8-2 18:45:32 复制链接 发表新帖
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2018年初,一款名为《观光田鸡》的小游戏异军突起,在不到一周的时间里敏捷火遍全网,网友们纷纷加入了养蛙家庭,开启了养“娃”模式!这只可爱的小田鸡会带上“爸妈”准备好的背包,去到某个地方观光,末了带回精致的照片。

“我的蛙蛙怎么还没回来?”、“别说了,我家儿子都看了一下战书书了,老妈不必要你上清华北大,快出去浪啊!”、“呀,我的蛙蛙带回来的明星片超好看!”。一时间,诸云云类的品评留言充斥着整个朋侪圈。

近日,英国诺丁汉大学的进化生物学家和遗传学家 Sara L Goodacre 博士在《英国皇家生物学会》(Royal Society of Biology)上发表题为 Gone with the wind 的研究报道,揭示了“观光蜘蛛”的机密。



会“飞”的蜘蛛,科学家揭示蜘蛛能织“气球”让本身随风飞向领地


图源:pixabay




Sara L Goodacre 博士是诺丁汉蜘蛛实验室的负责人,该实验室使用蜘蛛作为模子体系进行一系列的进化、种群和保护遗传研究。她通过研究蜘蛛丝的基因来相识它们是怎样进化的,并使蜘蛛可以或许在环球范围内占据云云多样化的位置。

研究职员发现,蜘蛛可以通过将蛛丝结成特定的形状,进而使用风力等外力进行被动“观光”,从而将本身飞向新领地。

蜘蛛的观光



蜘蛛,是一样寻常生存中非常常见的一类动物,从属于节肢动物门的蛛形纲。固然在我们的印象中,蜘蛛都长一个样,但现实上,从生物学的角度来看,蜘蛛的种类极为多。据文献统计,全天下共有蜘蛛 110 科 3859 属 42751 种(亚种),此中我国就有 67 科,3800 余种。

与此同时,在这巨大的种类数目之下,蜘蛛的形态和习性极为多样,有结网捕食的,如圆蛛,也有狩猎捕食的,如捕鸟蛛。蜘蛛的分布是云云之广,以至于有些种类以致就生存在人类的屋檐之下,与我们朝夕共处。

著名昆虫学家法布尔就在他的著作《昆虫记》中对蜘蛛睁开了详细的形貌(必要阐明的是,蜘蛛并不是昆虫):正像我眼前所呈现的一样,无论从举止还是从颜色上讲,条纹蜘蛛是我所知道的蜘蛛中最完善的一种。在它那胖胖的像榛子仁一样寻常大小的身段上,有着黄、黑、银三色相间的条纹,以是它的名字叫“条纹蜘蛛”。


会“飞”的蜘蛛,科学家揭示蜘蛛能织“气球”让本身随风飞向领地

蟹蛛





除此之外,《夏洛特的网》、《蜘蛛侠》等文学和影视作品中也有很多“蜘蛛元素”在此中。由此看来,不得不说蜘蛛好像与人类有着特殊的接洽和缘分。

回归正题,为什么会有“观光蜘蛛”呢?

现实上,在自然界,动物观光是一件非常寻常的事,当然,大多数时间,这种“观光”称之为迁移更为适当。比方,我们常常可以在《动物天下》中看到——角马穿越非洲草原的大迁移、大马哈鱼洄游到出生地产卵以及帝王蝴蝶飞行 3000 千米到目的地繁殖等待。


会“飞”的蜘蛛,科学家揭示蜘蛛能织“气球”让本身随风飞向领地

帝王蝴蝶





迁移活动,使得这些动物可以顺应不断变化的天气、获得更充足的生存资源或者有利于种群内的基因交流。总而言之,齐备都是为了自身种群的一连,并且从另一种角度来看,迁移活动也促进了物种的进化。

相对而言,飞行具有最强的迁移本领,由于它不容易受到地形等诸多因素的影响。飞行可以是自动的,也可以是被动的,也可以是两者的混合。这决定于生物的一个或多个生命阶段固有的生理结构。比如,鸟类通过扇动翅膀自动飞行,而蒲公英的种子则是使用风的气力被动滑翔。

蜘蛛怎样飞起来?



按照常规头脑,蜘蛛好像不太大概与飞行产生接洽——它们固然有 8 条腿,但都是纤细柔弱的,并不能支持飞行活动。令人惊讶的是,蜘蛛实在是通过将蛛丝结成特定的形状,进而使用风力等外力进行被动飞行。

小蜘蛛(或刚成年的小蜘蛛)通过创造一个暂时的、丝状的“风帆”来“飞行”,这被称之为“气球”。它们会爬到高处,以一种“踮起脚尖”的姿势,腹部朝上,在如许做的同时开释出一长串蛛丝。

这条丝线一旦被风捉住,就会产生充足的升力把蜘蛛带到空中。当然,蜘蛛会自动决定什么时间、什么环境下使用气球,由于一旦升空,它们就无法控制本身的飞行方向,更无法控制何时何地着陆。



会“飞”的蜘蛛,科学家揭示蜘蛛能织“气球”让本身随风飞向领地

一只金钱蜘蛛“踮起脚尖”站在雏菊上,准备乘“气球”飞向新的牧场




但不管怎么说,气球是蜘蛛到达新地区的一种策略,而且在很多环境下,这种策略使得它们可以第一个到达新的栖息地。比方,在进化的时间框架中,这种活动使蜘蛛成为第一批从海底升起的、新生海洋岛屿的先锋物种。

与此同时,蜘蛛的飞行活动也在肯定程度上解释了蜘蛛为何能在云云广泛的地区保持多样性和独特性,以致于顺应于人类当代都市高度多变的生存环境。


观光的高风险、高回报



毕竟上,乘着气球飞行是一种非常伤害的策略,由于蜘蛛是无法控制飞行方向以及飞行时间的,这意味着假如在飞行途中遇到捕食者,比如鸟类,那么这些倒霉的蜘蛛几乎是不能幸免的。此外,假如不能降落到相宜的栖息地环境,蜘蛛殒命的机率也会大大增长。

那么,为什么蜘蛛还会采取这种伤害的策略呢?

在自然界中,有句至理名言——存在即合理高风险的活动一旦成功通常也意味着高回报,对于那些被限定在一个局促的生态位上物种来说,拿命赌一把,现实上也不是一件完全不能接受的变乱。(PS:至少死得尊严一些……)

一个很好的例子就是英国的穴居Meta menardi蜘蛛,成年的蜘蛛对光线非常敏感,只能留在洞穴深处,但它们会把泪珠状的卵囊挂在靠近洞口的地方,幼蛛从那里爬到表面,在它们还很小的时间就飞走了。

蜘蛛的繁殖本领极强,这也意味着附近合适的空栖息地并不会太多,那么,假如一些小蜘蛛可以通过飞行进行长间隔迁移,就可以减少来自近亲、其他同属蜘蛛以致其他物种的竞争,同时还能有用防备麋集型传抱病。



会“飞”的蜘蛛,科学家揭示蜘蛛能织“气球”让本身随风飞向领地

蜘蛛通过先将一条腿举在空中来评估风速




另一个不那么显着的上风是,分散使个体可以或许找到与它们不是近亲的夫妇,从而增长种群内的基因交流。遗传学家在很早之前就证实,近亲交配产生的后代发生缺陷的概率会更大。这是由于,近亲交配产生的子代更大概遗传到同样的缺陷基因——由于父母双方的 DNA 有很大一部分是类似的。

毕竟上,自然界的物种都在可以避免这种征象,气球蜘蛛很好地解决了近亲繁殖的标题,由于它们可以通过蛛丝结成的特殊“风帆”去到很远的地方,因此,对于具有迁移活动的蜘蛛而言,两个近亲在成年后相遇的几率很小。

当然,凡事都有破例,有些社会性蜘蛛,并没有表现出迁移活动——它们对近亲繁殖的容忍度至今还是一个谜,尽管这个谜大概可以通过基因组学去解开。


不仅有飞行员,还有航海家


如上所述,飞行策略具有极大的风险,由于蜘蛛是无法控制着陆地点的,更紧张的是,地球大部分表面都被水覆盖,对于“热气球驾驶员”来说,最大的伤害之一就是降落在水上地区的几率很高,由于它们无法从如许的环境中逃生。

然而,蜘蛛的真正本领在某种程度上也被忽略了,一项针对林蛛和四角蜘蛛的研究表明,一些个体现实上可以或许使用它们的腿和蛛丝在淡水或海水表面航行


这项研究中真正紧张的发现是,固然有些蜘蛛飞行员大概会不幸“坠机”,但它们还有另一个身份——航海家!只有同时拥有双重身份,这些蜘蛛才能在迁移途中的多变环境中存活下来。


会“飞”的蜘蛛,科学家揭示蜘蛛能织“气球”让本身随风飞向领地




蜘蛛已经在地球上生存了好几亿年,在遭遇多次物种大灭尽之后,蜘蛛仍然存活下来,可想而知,蜘蛛的生存本领是有多么刁悍。上述的这些研究给我们展示了蜘蛛是怎样使用蛛丝及其身段构造实现飞行,并在某些特殊环境下,还能充当“航海家”。

食品、资源、栖息地以及避免种内斗争和近亲繁殖是驱策蜘蛛实行迁移活动的紧张动力因素,而与此同时,迁移活动也让蜘蛛可以更快地抵达新的栖息地环境,从而使得蜘蛛家族不断强盛,屹立不倒!

看完这些,对于不起眼的小蜘蛛,你是不是又增长了一丝敬畏呢?

排版:赵辰霞
编审:王新凯

参考文献:
[1] https://thebiologist.rsb.org.uk/biologist-features/158-biologist/features/2390-gone-with-the-wind
[2] Hormiga, G. Orsonwelles, a new genus of giant linyphiid spiders (Araneae) from the Hawaiian Islands Invertebr. Syst. 16 (3), 369–448 (2002).
[3] Mammola, S. & Isaia, M. Niche differentiation in Meta bourneti and M. menardi (Araneae, Tetragnathidae) with notes on the life history. Int. J. Speleology 43 (3), 343–353 (2014).
[4] Goodacre, S. et al. Microbial modification of host long-distance dispersal capacity. BMC Bio. 7, 32 (2009).
[5] Hayashi, M. et al. Sail or sink: novel behavioural adaptations on water in aerially dispersing species. BMC Evo. Bio. 15, 118 (2015).
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