蟑螂也会哺乳?可不,小蟑螂还有“奶嘴”呢!
注意!
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虫恐预警!!!
最近,中科院西双版纳热带植物园的研究者们发表了一个非常有趣的现象。
大蚁蛛(Toxeus magnus)是一种跳蛛,它拥有非常特别的育幼方法。雌性不但会搭建一个巢穴来养护后代,还会从腹部分泌特殊的营养液来喂食它们,这和哺乳动物喂奶有异曲同工之处。除了哺乳,母亲和子女还有一定程度的“家庭生活”,并且会维持相当长的时间;母亲甚至会对儿子和女儿区别对待。
一位大蚁蛛母亲的腹部(A),手指轻按就能分泌出营养液(B)。图片:Zhanqi Chen et al. / Science(2018)
这个精彩的发现,无疑让人们对无脊椎动物这个动物界“沉默的大多数”有了新的了解。一些新闻报道声称,这是第一次在无脊椎动物中发现哺乳和抚育后代的案例。真的是这样吗?
家庭“和睦”
作为无脊椎动物,大蚁蛛在养育后代上投入的精力,无疑让人印象深刻。然而,无脊椎动物不照顾后代其实是人类的刻板印象,它们之中对后代关爱有加的例子可谓比比皆是。擅长养育后代的无脊椎动物在物种数量上是以“万”计的——光是蚂蚁这一个擅长带娃的家族,就已经命名了一万多种。
这次发现的会“哺乳”的无脊椎动物是一种蜘蛛,而蛛形纲恰巧就是育幼行为普遍、“亲子关系”和睦的一个类群。这次的新发现发生在蜘蛛身上,可以说是意料之外,情理之中——当然这么说难免有“事后诸葛亮”之嫌。
一只幽灵蛛守在孩子身边。图片:The Lord of the Allosaurs / wikimedia
很多蜘蛛会把卵仔细地保护在卵袋里,然后守护着卵袋直到孵化。许多种类会和新生的小蜘蛛生活一阵子,保护它们度过最脆弱的阶段,甚至还会捕捉猎物喂养它们;狼蛛等蜘蛛则喜欢把小蜘蛛驮在背上到处行动。
蜘蛛的亲戚——蝎子、鞭蛛、鞭蝎、拟蝎——也都很会照顾孩子。对鞭蛛的研究更揭示了鞭蛛幼体可以把它们的母亲和其他成年鞭蛛区分开来,进而选择跑向母亲的怀抱;同一窝鞭蛛的兄弟姐妹也会扎堆在一起。除了不哺乳之外,“家庭关系”已经和这次研究里的大蚁蛛很像了。
一只把孩子背在背上的鞭蛛。图片:深山虫吟
“舐犊”情深
昆虫界的好妈妈也比想象中要多得多,先让我们从看起来最不可能的一位说起——螳螂。非洲的Galepsus属螳螂在产卵后会守护在一边寸步不离;同样生活在非洲的另一种螳螂Oxyophthalmellus somalicus则更进一步,在小螳螂孵化后依然会保护它们。
半翅目的很多蝽和角蝉都会保护后代,有些是妈妈拉扯自己孩子,也有的像某些食草哺乳类一样,聚集成大群把孩子围在一起共同保护。蠼螋[qú sōu]不但管住还管吃,母亲会把打猎的战利品拖回家给孩子享用。
蠼螋和它刚出生的宝宝们。图片:Nabokov / wikimedia
甲虫作为昆虫纲多样性最高的类群,自然也涌现出了很多模范家庭。其中人情味最足的,大概是葬甲了。葬甲夫妇会合力把小动物的尸体埋进土里,仔细地剥皮碎肉,最后加工成一大块“腐肉火腿”;它们的孩子就在这个难以名状的摇篮里成长,争先恐后地把小脑袋伸向爸妈乞食。这个光景大概可以和一窝热闹的雏鸟媲美,只是画风可能有点克苏鲁。
正在给幼虫喂食的葬甲。图片:Syuan-Jyun Sun / wikimedia
至于真社会性昆虫,它们对后代的照顾更是从“洗礼”到“成人仪式”全方位覆盖。真社会性在昆虫里反复独立演化了很多次,诞生了膜翅目的蜜蜂、社会性黄蜂和蚂蚁,蜚蠊目的白蚁,还有某些蚜虫、蓟[jì]马、甲虫和不少非昆虫纲的真社会性无脊椎动物。这群种类极为丰富、数目极为庞大的无脊椎动物,代表了在照顾后代水平上的“先进生产力”。
哺乳,并不是哺乳动物的专利
和养育后代相比,哺乳的确是一个在哺乳动物之外比较少见的技能,但并不是没有。
包括鸠鸽类、火烈鸟和一些企鹅在内的鸟类会从嗦囊分泌“乳汁“一样的流质喂食雏鸟。一些鱼类也会分泌富含营养的粘液:盘丽鱼,即水族界著名的“七彩神仙”,会在体表分泌“乳汁”喂给幼鱼。非洲的一种蚓螈(Boulengerula taitana)——没有腿的两栖类——也会像盘丽鱼一样“哺乳” 。这些哺乳方式和哺乳动物不完全一样,但又异曲同工,也是反复独立演化的结果。
除了脊椎动物,无脊椎动物里也有“哺乳”的例子。前面提到的蛛形纲的拟蝎,就会从卵巢分泌“乳汁”来喂养孩子。
拟蝎缺少传统意义上蝎子的那种蛰针,它们体型微小,体长很少有达到厘米级的(还有点萌?)。图片:Kaldari / wikimedia
人人喊打的蟑螂是被妖魔化和误解最厉害的动物之一。实际上99%的蟑螂种类不接近人类,它们在野外自由生活,是生态系统重要的组成部分,其中很多都是优秀的家长。把孩子像孵小鸡一样护在身下是常见的基本操作,有些还会把娃夹在翅膀下随身携带,或者在挖掘的隧道里和家人一起生活。
隐尾蠊(Cryptocercus spp.)更是“居家好小强”的典范。它们会夫妻合力抚养后代,用后肠分泌的液体给幼儿“哺乳”,并照顾孩子长达三年以上——别说大蚁蛛了,这比大部分鸟类和哺乳类养育后代的时间都要长。
蜚蠊目保护若虫时典型的“孵小鸡”动作。图片:Pavel Kirillov / Flickr
隐尾蠊的食物是难以消化的木头,新生儿没有父母的哺育根本无法存活。选择了吃木头这一艰难道路还促使蟑螂演化出了真社会性的类群——白蚁(是的,属于蜚蠊目的白蚁可以说是一类社会性的蟑螂)。
隐尾蠊的超长育儿期和它们超慢的生长速度也有关。我们一般认为蟑螂“生得多、长得快”,但实际上它们需要五、六年才能长大,可想而知,面对环境的破坏也更加脆弱。
还有更神奇的吗?
太平洋折翅蠊(Diploptera punctata)的哺乳方式,可能是所有动物里最魔幻的——它们直接在子宫里“喂奶”。这种蟑螂是真胎生,胚胎直接在体内发育,而不是卵胎生那样在体内孵卵。尽管如此,它们毕竟没有哺乳类的胎盘和脐带这样的结构,所以当胚胎发育出完整的消化系统后,就会在母亲体内取食特制的“乳汁”。当雌性分娩时,这些新生儿已经发育得又大又强壮了。
你或许想不到,蟑螂也能胎生。图为太平洋折翅蠊。图片:karaczany.terrarium.pl
虽然还缺乏进一步的研究,但球蠊(Perisphaerus spp.)的哺乳行为,可能比现在已知的“会哺乳的非哺乳类”更进一步:因为它们的新生儿可能还自带“奶嘴”。
哈佛大学的昆虫学家Piotr Naskrecki在他的科学网站The Smaller Majority上拍摄记录了球蠊可能的哺乳行为:若虫会在母亲体表吸食某种分泌物,这似乎是它们唯一的食物;而这个阶段若虫的口器和成虫不同,是长长的、适合吸食流质的“吸管状”口器;随着若虫长大,这套“奶嘴”最终会换掉,变成适合吃普通食物的口器。
某种球蠊的若虫(左)与成虫(右)。图片:Piotr Naskrecki
哺乳动物的定义,是否要重写?
其实,恒温、胎生、哺乳,这些“哺乳类特征”没有一个是哺乳动物特有的。节肢动物已经能做到哺乳、卵胎生、真胎生以及局部产热(蜻蜓、蜜蜂等),鱼类更是已经有完全温血的月鱼,更不用提蜥形纲的鸟类和部分非鸟恐龙。那么,哺乳动物的定义要重新改写了吗?
非也。现代分类学的真正方法和目的并不是把“表面上像的生物放进一个抽屉”,而是挖掘物种更深层的演化关系,用解剖学和分子手段梳理系统发生树。恒温、胎生、哺乳并不是深层的、根本的、决定物种在演化树位置的特征,只要有机会,它们就能在不同动物类群里反复独立演化出来。
哺乳动物在海克尔(Ernst Haeckel)绘制的进化树上的位置。图片:Ernst Haeckel / Generelle Morphologie der Organismen(1866)
包括我们在内的哺乳动物,从根本上来说是合弓类的一个演化支。不管其他哪个演化支出现了和我们设定重复的特征,哺乳动物在演化树中的位置就在那里——除非整个演化树要做出修改。(合弓类在三叠纪以后渐趋绝灭,只有少数物种存活到白垩纪,现今的哺乳类是合弓类的后代。)
而分类学最根本的目的,其实就是画出一个尽可能接近真实的演化树。
本文是物种日历特约稿件,来自物种日历作者@深山虫吟。
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