来源:科研圈

  盲蛛的腿可以品尝食物、嗅闻味道、呼吸氧气、诱惑异性,甚至可以把自己绕在树枝上两三圈。

盲蛛的腿 | Dinesh Valke, CC BY-SA 2.0盲蛛的腿 | Dinesh Valke, CC BY-SA 2.0

  让我们先从盲蛛(英文通常称它们为“收割者”,harvestmen)不是什么开始说起。它们不是人(men),也不收割庄稼(harvest)。盲蛛被称为“收割者”可能是因为它们通常在夏末或初秋时出现。盲蛛虽然有八条腿,但它们不是蜘蛛,而是属于包括蜱虫和螨虫在内的更广泛的蛛形纲动物。尽管关于盲蛛存在一些“诽谤性”谣言,但它们无毒,对直立行走的人类也绝对不会构成任何威胁。

  不过,盲蛛是非凡的腿的集合。它们的腿超乎寻常的长,甚至可以超过身体 28 倍——想象一下人类用约 24 米长的下肢蹒跚行走的样子。目前盲蛛的种类总共有 6500 种左右,其中包括几种被惯称为“长腿叔叔”(daddy longlegs)的物种(再次强调,它们不是蜘蛛),和腿很短的物种。盲蛛遍布全世界,由此产生了许多盲蛛的惊人长腿可以带来好运的神话和传说。盲蛛的腿可以同时承担好几种器官的工作,比如充当武器、诱惑雌性,还可以用作传感器,将关键信息传送到米粒般大小的中央肢体中。这些腿的存在证明了为确保一个物种的成功,演化会踏上何种极端的方向。博物学家 Theodore Savory 曾这样写道:“对盲蛛的研究就是对腿的研究。”它们在肢体管理上的“丰功伟绩”并非寻常。

  盲蛛腿的妙用  

  人类不厌其烦地吹嘘自己会用双腿直立行走,但真正懂得如何行走的是盲蛛。当被鸟类和蜥蜴追赶时,盲蛛会启动长腿窜上墙壁,把自己塞进缝隙里。它们还可能会走“之”字形路线来迷惑袭击者,或者甚至停止奔跑,在原地疯狂地上下晃动。这种策略可以使它们更难被看清和抓住。

盲蛛 | Charles J。 Sharp, CC BY-SA 3.0https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=28871794盲蛛 | Charles J。 Sharp, CC BY-SA 3.0https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=28871794

  当盲蛛觅食时,它们的腿也会派上用场。盲蛛的视力通常很差,他们能分辨出黑暗和光亮,也能辨别庞大物体,但也就仅此而已了。因此它们也利用腿来辅助感官认知。在盲蛛的八条腿中,前四条是最敏感的,其顶端密布着在多类盲蛛中都存在的受体,能够探测热量、湿度、压力和各种化学信号,有点像有舌头、鼻子和指尖“遍布在人类的指关节上”,来自美国威斯康星大学麦迪逊分校(University of Wisconsin–Madison)的一位研究盲蛛的生物学家 Prashant Sharma 这样评价。来自巴西圣保罗大学(University of São Paulo)、研究盲蛛感官生态学的学者 Rodrigo Willemart 则告诉我,许多盲蛛会用六条腿来回奔走,同时让另外两条腿,也就是最长的一对腿保持悬空,令其“四处挥舞,触摸一切”,以帮助它们找到食物。其他六条腿主要是驱动这种蛛形纲动物行走,而这对在躯体上排列在第四位的腿,拥有非常尖锐的刺,一些盲蛛靠它们将捕食者捏成两半,或者用来争夺配偶。有些种类最后面的一对腿会长得非常长,甚至会在求偶竞争中排队比较谁的腿更长。威斯康星大学麦迪逊分校的发育生物学家 Guilherme Gainett 说:“腿最长的那只雄性会战胜其他竞争者,获得与雌性的交配权。”

  支撑如此长的腿需要解剖结构上的创新。有些盲蛛的身体与它们的腿距离太远,以至于腿的下半段,即胫节(tibia),必须自备气孔以维持足够的氧气。但是对于这种具有卡通比例的生物来说,这些蛛形纲动物出奇地稳定和灵巧。长腿物种的肢体永远是弯曲的,这使它们保持一种螃蟹式的行走方式,将身体贴近地面。来自美国马里兰大学巴尔的摩分校(University of Maryland, Baltimore County)的盲蛛生物学家 Mercedes Burns 告诉我:“想象一下,如果你的重心在膝盖以下。对于盲蛛来说,它们翻身是非常困难的。”许多种盲蛛的腿由几十个关节组成,这相当于人类的手指上有大约 100 个指关节。这种结构能让盲蛛将腿的末端绕着树枝缠两三圈,就像蜘蛛猴善于抓握的尾巴一样。Willemart 说:“它们在树上、茎上、树枝上攀爬,只靠腿绕来绕去就能做到。”

  这种缠绕的技巧在交配的前戏中也很重要。有些种类的雄性会四仰八叉地躺着张开腿,等待雌性撞入它们的怀抱。美国圣路易斯大学(St。 Louis University)的研究盲蛛交配行为的生物学家 Kasey Fowler-Finn 告诉我,一经接触,雄性就会用被称为须肢(pedipalps)的臂状附属肢体抓住它的配偶,并将自己的腿缠绕在雌性的腿上来“将它们固定住“。这种行为可以被看做是一种跑偏了的调情,还是一种确保能够面对面交配的策略,因为盲蛛的生殖器正好位于它们的喉咙下方。Burns 说,抓住配偶的腿可能有助于雄性“弄清哪一端是正确的”。

正在交配的盲蛛 | Wildreturn, CC BY 2.0正在交配的盲蛛 | Wildreturn, CC BY 2.0

  Burns 说,雄性有时会控制其雌性长达数小时之久,也许是为了防止它“跑去和另一个雄性交配”。“把它们分开几乎是不可能的,而且也无法分辨谁的腿是谁的。”而 Fowler-Finn 还研究了另一种奇怪的行为,即盲蛛的一个物种的雄性会在交配后咬住雌性的第二条腿,然后抖动它。“目前还不清楚为什么会有这样的行为,”她告诉我。“一个可能的原因是它在展示自己是一个高质量的伴侣:抖得越厉害越好。”

  盲蛛的腿部承担的重任如此之多,保持这些“美腿”干净整洁就变成了至关重要的事。威斯康星大学密尔沃基分校(University of Wisconsin-Milwaukee)的盲蛛生物学家 Ignacio Escalante 告诉我,盲蛛会通过在嘴里来回拖动它们的腿来梳洗自己,就像“吃玉米穗子”一样旋转,“这超级可爱。”

  但 Escalante 最感兴趣的是那些失去腿的盲蛛,它们有时甚至会故意切断自己的腿。盲蛛细长的腿虽然十分有用,但也是一种负担。因此,当这些肢体受到威胁时,许多盲蛛会轻松地甩掉自己的腿,然后逃走。Fowler-Finn 说:“(在腿断掉的时候,)可以听到小小的咔嚓声。”

  这种自我牺牲式的行为被称为自切(autotomy),其实很常见。比如,爬行动物会抛弃它们的尾巴,蜜蜂会抛弃它们的毒刺等。Escalante 解释道,盲蛛的自切行为就像肩膀剧烈脱臼一样:“收缩一下就断了。”然后,一小块坚硬的护甲会滑到切割处来固定伤口。许多捕食者看到被切断的腿会感到好奇,因为它可以在脱离身体后持续抽动好几分钟。在野外捕捉盲蛛的研究人员已经学会了要小心。Fowler-Finn 说:“你总是担心你会导致它们断掉一条腿。”同时,雌性似乎能利用腿的这种可分离性为自己谋利。它们会咬住或拽住自己讨厌的雄性的腿,直到后者掉下来。她告诉我,这是一个结束令人厌恶的交配的好方法。她告诉我:“只要在交配过程中把对方的一条腿弄断就可以了。”

  整个过程听起来很痛苦,但 Escalante 确信,如果盲蛛没有失去超过两条腿的话(它们的腿无法再生),大多数断腿的盲蛛实际上过得很好。失去腿的蛛形纲动物会改变姿态,并且仍能以大致相同的速度跑动。不平衡的身体实际上可以造成一种混乱的步态,从而干扰捕食者,因为这种摇摆不定的小东西可能更难被抓住。

  盲蛛甚至在腿与身体的交界处(Escalante 亲切地称其为蛛形纲动物的“腋窝”)都有非常特殊的适应性。其中包括一种可以散发恶臭化学物质,用以驱赶敌人的小孔。Escalante 告诉我:“这种气味十分强烈。有时侯当你抓住盲蛛时,它们会释放出一小滴乳白略带淡黄色的液体。。。。。。它有一种甜美的汽油味。”有些盲蛛甚至会把它们的腿向内收,用腿耙过身体,把这种液体涂满让臭味达到最大程度。

  盲蛛的基因之谜  

  盲蛛的首次出现在至少 4 亿年前,此后它们演化出了非常多样的种类。即便关于盲蛛的行为有了很多调查和研究,科学家依旧持有许多未解的问题。例如,目前还不清楚为什么盲蛛会聚集在一起,形成一团厚厚的“毛球”。这些盲蛛球往往出现在建筑物的侧边,它们紧紧挤在一起的腿会垂下来,形成引人注目的“胡须”。一些研究人员认为这是一种防御策略,可以将强大的反捕食气味集中在一起的形成优势。其他人则认为,这些群体在进行交配;也可能是为了维持湿度而抱在一起所形成的毛茸茸的小团体,当天气转凉时,这可以让盲蛛“瘦骨嶙峋”的腿保持水分。Burns 告诉我:“这是拥有长腿的缺点之一:身体的表面积太大。”Fowler-Finn 则表示,这就是当你把蛛形纲动物拿在手上的时候,它们的肢体摸起来像涂了油漆的头发般“僵硬和脆弱”的部分原因。

聚集在一起的盲蛛形成的“胡须” | Dinesh Valke, CC BY-SA 2.0聚集在一起的盲蛛形成的“胡须” | Dinesh Valke, CC BY-SA 2.0

  部分未解之谜的部分答案可能就隐藏在盲蛛的基因序列中。威斯康星大学麦迪逊分校的 Gainett 和 Sharma 最近与美国史密森尼国家自然历史博物馆(Smithsonian National Museum of Natural History)的基因组学专家 Vanessa González 合作,首次完成了世界上分布最广泛的盲蛛物种—— Phalangium opilio 的基因组图谱。并未参加这项工作的 Fowler-Finn 说,这一突破将“帮助我们了解盲蛛对环境作出极端适应的基础”。上述三名学者和同事确定了几个能决定腿部走向如此截然不同命运的基因,以及其他使盲蛛的腿变得灵活和抓附力强的基因。他们证实,盲蛛的身体发育模式很像昆虫,某些特定的基因沿着环绕动物躯干的水平纹路被打开,以确定每条腿的最终形态。他们发现,只有几个基因会阻止最靠前的腿变成类似手臂的须肢。研究人员甚至能够通过关闭一些腿部基因来证明这一点,将一些盲蛛实验体的前肢缩短为完全的残端。González 告诉我:“我们制造了‘短腿叔叔’,这是最神奇的结果。”

  Sharma 的团队还认为,研究盲蛛的基因组,是了解蜘蛛、蜱虫、螨虫、盲蛛等蛛形纲动物共同祖先的 DNA 的最好尝试之一。Gainett 告诉我:“从盲蛛身上发现的结果反映了早期蛛形纲动物的情况。如果我们想了解这个群体的基本身体结构,这就是我们所需要做的。”盲蛛和它们的腿是一种远古生命基序的现代变体,这和它们在人类眼中的样子一样奇妙。


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