陈占起，中国科学院西双版纳热带植物园节肢动物行为与生态研究组研究员。


这是第一次，我有了一个大胆的猜测：难道这个小蜘蛛是在吃奶吗？





哺乳蜘蛛发现记
2020.07.11 上海
                                


大家好，我是陈占起，来自中国科学院西双版纳热带植物园，我的研究方向是动物行为学。

讲起动物，大家可能会先想到各种鸟类、哺乳类，其实世界上物种数量最多、最神秘但是我们了解最少的物种不是这些大型动物，而是节肢动物。动物界里，80%以上都是节肢动物。节肢动物大约有1000万种左右。

我的实验室就是研究节肢动物的。这是我研究的两个物种，上面是一种叫大蚁蛛的蜘蛛，下面的是兰花螳螂——我觉得它是世界上最美的螳螂。
 

今天我主要讲蜘蛛。

提起蜘蛛，很多人的印象是恶心、剧毒，但我觉得这是对蜘蛛的一种误解。首先，很多人认为蜘蛛的毒性很强，但其实在目前人类已经发现的将近5万种蜘蛛里，真正对人类致命的只有8种左右。所以我们平时其实很难碰到这些很毒的蜘蛛。

▲ 对人类有毒的几种蜘蛛。依次为：跳蛛，络新妇，巨蟹蛛，棕寡妇，跳蛛，狼蛛



另外，很多人会误把蜘蛛当成昆虫。其实蜘蛛跟昆虫的差别，很不客气地说，跟牛和鸟的差别差不多。因为从分类学上来讲，蜘蛛属于蛛形纲的，昆虫属于昆虫纲，它们实在是太不一样了啊！

 
如果从形态上区分它们，最简单的方式就是数眼睛：蜘蛛一般有8只眼，就是4对，这4对都是单眼，而昆虫一般只有一对眼，图中的这个是复眼。

 ▲ 孔雀蛛和瓢虫

除了眼睛，它们还有很多差异，例如腿的数目、有没有翅膀、身体分节等等——你要让我细说的话，我能说出至少1000个不同。大家以后千万不要再把蜘蛛当成昆虫了啊！


还有很多人觉得所有蜘蛛都是要结网的。其实会结网的蜘蛛只有几千种，这在已经发现的约5万种蜘蛛里，只占了很少一部分。大部分蜘蛛是游猎性的，不会结网，但是所有的蜘蛛都有丝。
 
很多小型动物是没有性别的，或者很难区分性别，例如蜗牛。但是蜘蛛里的任何一个物种都可以分成雌性跟雄性两个性别，并且两性差异极大。
 
这些差异，有一些是能看得到的（形态上的）。例如，这个蜘蛛叫络新妇，雌性的体型大小是雄性的600倍。


凡是结网的蜘蛛，一般都是雌性偏大，雄性特别小。（图中红圈圈出的是雄性。）所以，一般你们能看到的在网上趴着的蜘蛛，都是雌性。

而那些不结网的游猎型的蜘蛛，雌雄两性往往在体型上差别不大，但体色很不一样。雄性往往看上去非常亮丽，跟孔雀一样。雌性就没那么鲜亮。



还有一些形态上的差异。像这个雄性前面的螯肢（动物头部第一对附肢）是非常大的，雌性的螯肢就很小。


还有这个，它们的第一对腿，就是步足，形态也差很多。


除了这些，还有很多差异是我们看不到的，例如速度、寿命、智力、性格等等。我举一个例子，我曾经做过一个小测试，想看看雌性跟雄性之间的智力差异到底有多大。
 
蜘蛛这个物种是非常惧怕高温的。我们整个装置放在一个高温环境中，绿色的区域，温度比较低，相对而言比较舒适。在这个实验里，我就训练这个蜘蛛，看看它到底多长时间能记住绿色代表着舒适。


我发现雌性走了两三次之后就记住了，它们只往绿色那边走。并且它学会了之后，你过一周再测，没问题，它依然记得。
 
但是雄性就很难教会。它要走30次到50次才记得绿色是舒适的。但好不容易学会了，明天我再来测试，它又忘了。

 
为什么雌雄之间有这么大的差异？其实是因为它们在繁殖过程中承担的角色不同。雄性一般是负责在交配前发现配偶并进行求偶，去获得这种交配的机会。而雌性负责后半程，对后代的抚育基本上是由雌性来承担的。
 
雄性求偶的模式很多，这里我举几个简单的例子。第一种就是所谓的「绑婚」，雄性会用它的丝把雌性固定住，再进行交配。这是比较简单的一种模式。
 

还有一些更复杂的。这是澳大利亚独有的一个属，叫孔雀蛛。雄性正在试图吸引雌性的注意。它有自己的舞蹈动作。


在这个过程中，雌性会对雄性进行驱赶或者攻击。最终雌性往往会选择最漂亮且求偶舞跳得最漂亮、最复杂的雄性。


但这个雄性个体刚离开就发生了非常悲惨的故事——
 

雌性把雄性吃掉了。
 
‍可能也会有人误解，觉得一旦完成交配，雌性总是会把雄性吃掉。其实这种事情会发生，但概率很低。

 ▲ 「跳舞」的蜘蛛

还有一种比较特殊的求偶方式，就是「按摩」。还是络新妇，雄性会爬到雌性的背部，在它背部大约按个8到10分钟。这个过程，也是雌性在衡量雄性的质量的过程。


一旦开始产卵，对卵的抚育或者照顾，就全部由雌性来承担了。雌性有各种为后代提供食物的模式。这是蜘蛛母亲把食物吃进去，自己反刍回来，再喂给孩子。
 

还有一种比较悲惨——孩子的第一餐，就是它的母亲本身。
 

蟹蛛、隆头蛛、暗蛛会这么做。但总体来说有“吃妈妈”这种行为的蜘蛛不是很多。
 
还有一种喂食方式是我自己发现的，至于到底是什么，我接下来慢慢给大家讲。


2012年，我在新加坡读博士，去野外采集蜘蛛。我掀开这个巢的时候，发现里面竟然有5个成年的大蚁蛛个体——这个现象太不正常了。
 

为什么不正常？因为这个事情在节肢动物里根本不应该发生。
 
动物哺育后代的时间往往是非常短的。一般出生之后母亲就会离开，像蜻蜓或者蚊子，它们把卵产在水里，直接就走了，对后代再也没有抚育。有一些会进行抚育，但当后代有了捕食能力之后，母亲就会离开。
 
也有把后代抚育到成年的，但这基本都发生在非常高等的社会性脊椎动物的身上，例如人，大象，和一些灵长类动物。而大蚁蛛这种无脊椎动物通常被认为是非社会性动物。

但当时我没有条件和资源研究这个不寻常的现象。等到5年之后，我在中科院西双版纳热带植物园做博士后的时候，才开始了这项研究。
 
大蚁蛛其实是很少见的一种蜘蛛。2017年，我在西双版纳热带植物园百花园的一丛竹子上面发现了大蚁蛛的巢，这是第一次在中国发现这种蜘蛛。我就开始研究它是不是真能把后代抚育到成年。

 
最后实验证实了我的猜想。这种蜘蛛，从产卵到孵化出来大约要15天，从孵化到成年大约是53天。我总共记录了75天，这个过程中，母亲跟后代一直待在一起。这个物种的母亲是可以跟成年后代待在一起的，甚至就跟大型的哺乳动物一样。

 
但是在这个过程中，我又发现了两个新的不寻常的现象。

第一个就是，20天之内后代是从来不出门的，但是它们的体型一直在长大，那它们在这20天里到底吃的是什么？第二，20天之后，后代已经有了出门捕食的能力，那它为什么还依然和母亲一起待在家里？
 
为了这两个问题，我又进一步做了一些验证。
 
关于它们20天之前吃什么的问题，我推测有四种可能。第一种就跟鸟一样，是直接的一种食物供应，把猎物抓回来喂自己的后代。第二种是反刍，就是先吃进去，然后经过初步的消化再反刍回来给后代。第三种是喂排泄物给后代。


第四种是营养卵，会比较复杂一点，我稍微解释下。假设一个动物，产卵的时候产了10个，但它只孵化5个，剩下的不孵化，喂给刚刚孵化出来的幼体。不孵化的这些卵就叫营养卵。这也是一种提供食物的模式。

但是很不幸，我的实验发现，这四个推测都是错的。

我就想尽办法要看清楚它们到底吃什么。这个过程中，我发现有一个小蜘蛛在往它母亲的腹底下移动，停在这里了。


这是第一次，我有了一个大胆的猜测：难道这个小蜘蛛是要吃奶吗？ 

当然，我很不确定。

等它长大一点再看。你们仔细看，中间大的这个是母亲，它的腹部有一个幼体，旁边这个幼体很快会接着移过来。一个走开，另外一个过来。


难道这真的是在吃奶吗？
 
从行为上看，大蚁蛛很可能有着跟哺乳动物一样的喂奶行为。到后来仔细观察，我发现刚孵化出来不到一星期的幼体，它们吃奶的模式是，母体会先把它的乳汁分泌在巢里边，然后这些小蜘蛛就围过来把它吸食掉。
 
但是等到一星期之后，小蜘蛛已经很大了，它们等不及，会直接趴到母亲的生殖沟这里去吃奶。

 
这个发现让我太惊讶，太震惊了。因为我们知道，哺乳动物之所以被命名为哺乳动物，是因为当年命名的时候，哺乳是这一类动物独有的一个特征。
 
或许有人会说，蟑螂不是也有奶吗？但蟑螂奶其实是母体产了卵之后，把卵放在一个卵鞘里边，母体往里面分泌一些营养物质，促进卵的孵化。一旦这个卵孵化成了小蟑螂，就会跟母体脱离，这跟哺乳动物的喂奶是完全不一样的。
 
也有人说这种蝇是吃奶的。它是在母体的子宫里边进行发育，是昆虫的胎生，到发育出来之后，就会脱离母体生存了。



这些所谓的非哺乳动物的哺乳现象，其实都不是真正的哺乳。
 
为了获得进一步的行为学证据，我们把哺乳期的母体疑似溢乳的地方阻隔了——其实就是用涂改液封住，不让它产奶。最后我们发现，所有的后代幼体都停止了发育，并且10天之内全部死亡。这证明我们堵住的地方应该是有液体分泌的。


后来，在显微镜底下，我们看到了母体从生殖沟这个位置分泌出了液体。


我们还对它进行了成分测定。最后发现大蚁蛛的乳汁，蛋白质含量是极高的，大约是牛奶的4倍，但是它的糖和脂肪含量是很低的，只有牛奶的1/8左右。所以说是一种真正的高蛋白低脂肪的饮料。
 
很多人问我：大蚁蛛的奶到底口感怎么样，好不好喝？说实在话，我一点也舍不得尝。因为大蚁蛛的乳汁量非常少，每一只蜘蛛，我每天能取得的奶量是1微升，就是1/1000毫升。我用它去进行成分分析的时候，是非常不够的，我舍不得。但是我自己推测，它的口感应该很不好，因为它的糖和脂肪含量很少，应该会很糙。
 
关于它吃奶的事情，我们现在已经得到了所有证据。那么下一个问题，为什么20天之后，这个后代依然会待在家里面，不离开母亲，它能够获得什么好处？

为了回答这样一个问题，我们对长到20天的幼体就做了两个实验。第一个是我们对它进行母体移除，第二个是直接把乳汁阻隔掉，看它到底是为了奶留下来，还是为了母亲的抚育留下来。


最后发现，20天之后到40天的这段时间，母乳好像不重要，不管是存活率，还是生长发育的情况，离巢的时间等等，其实有奶的跟没奶的是一样的。
 

但是母爱很重要，如果说母亲不抚养它们，它们会出很大的问题。母体移除的那些小蜘蛛，存活率明显变低了。
 
不过这个结果是在实验室里面得出来的。在野外，母乳应该是也重要的，因为从20天到40天这段时间，如果由母亲提供乳汁，后代就不需要自己经常跑出去捕食，也降低了自己被天敌捕食的风险。
 
还有一个比较有趣的发现：当母亲存在的时候，它会操纵自己后代的性比。就是母亲在的话，雌性就会特别多，雌比雄大约是5.5:1，如果母亲不在，雌雄的比例就是1:1。

 
母亲到底是如何操纵这种性比的，我们还不知道确切的答案。我们正在研究。我只能说我推测它很可能是母体的一种雌激素在一起发育的过程中起到了改变性别的作用，因为这个在其他动物身上也已经发现了。
 
关于大蚁蛛哺乳的事情，我已经讲完了。

在节肢动物的世界里，我想研究的问题太多太多了，根本研究不过来。现在我们实验室还在做两个关于大蚁蛛的研究。第一个是大蚁蛛的奶到底是如何产生的，第二个是它到底有没有跟哺乳动物一样已经进化出了乳腺。我们正在研究，还没有结果。
 
这些是我实验室研究的一些物种，有螳螂，还有蜘蛛。


我还有一个梦想，未来，我不光要做科研，还要把我的研究、我的发现，向更多的公众进行推广和科普。我打算把我的实验室建成一个游客访问基地，可能很快，就是这两三年的事情。
 
如果未来大家有机会来西双版纳植物园参观，我会很欢迎的。谢谢。



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