來源:科研圈

盲蛛的腿可以品嚐食物、嗅聞味道、呼吸氧氣、誘惑異性,甚至可以把自己繞在樹枝上兩三圈。

讓我們先從盲蛛(英文通常稱它們爲“收割者”,harvestmen)不是什麼開始說起。它們不是人(men),也不收割莊稼(harvest)。盲蛛被稱爲“收割者”可能是因爲它們通常在夏末或初秋時出現。盲蛛雖然有八條腿,但它們不是蜘蛛,而是屬於包括蜱蟲和蟎蟲在內的更廣泛的蛛形綱動物。儘管關於盲蛛存在一些“誹謗性”謠言,但它們無毒,對直立行走的人類也絕對不會構成任何威脅。

不過,盲蛛是非凡的腿的集合。它們的腿超乎尋常的長,甚至可以超過身體 28 倍——想象一下人類用約 24 米長的下肢蹣跚行走的樣子。目前盲蛛的種類總共有 6500 種左右,其中包括幾種被慣稱爲“長腿叔叔”(daddy longlegs)的物種(再次強調,它們不是蜘蛛),和腿很短的物種。盲蛛遍佈全世界,由此產生了許多盲蛛的驚人長腿可以帶來好運的神話和傳說。盲蛛的腿可以同時承擔好幾種器官的工作,比如充當武器、誘惑雌性,還可以用作傳感器,將關鍵信息傳送到米粒般大小的中央肢體中。這些腿的存在證明了爲確保一個物種的成功,演化會踏上何種極端的方向。博物學家 Theodore Savory 曾這樣寫道:“對盲蛛的研究就是對腿的研究。”它們在肢體管理上的“豐功偉績”並非尋常。

盲蛛腿的妙用  

人類不厭其煩地吹噓自己會用雙腿直立行走,但真正懂得如何行走的是盲蛛。當被鳥類和蜥蜴追趕時,盲蛛會啓動長腿竄上牆壁,把自己塞進縫隙裏。它們還可能會走“之”字形路線來迷惑襲擊者,或者甚至停止奔跑,在原地瘋狂地上下晃動。這種策略可以使它們更難被看清和抓住。

當盲蛛覓食時,它們的腿也會派上用場。盲蛛的視力通常很差,他們能分辨出黑暗和光亮,也能辨別龐大物體,但也就僅此而已了。因此它們也利用腿來輔助感官認知。在盲蛛的八條腿中,前四條是最敏感的,其頂端密佈着在多類盲蛛中都存在的受體,能夠探測熱量、溼度、壓力和各種化學信號,有點像有舌頭、鼻子和指尖“遍佈在人類的指關節上”,來自美國威斯康星大學麥迪遜分校(University of Wisconsin–Madison)的一位研究盲蛛的生物學家 Prashant Sharma 這樣評價。來自巴西聖保羅大學(University of São Paulo)、研究盲蛛感官生態學的學者 Rodrigo Willemart 則告訴我,許多盲蛛會用六條腿來回奔走,同時讓另外兩條腿,也就是最長的一對腿保持懸空,令其“四處揮舞,觸摸一切”,以幫助它們找到食物。其他六條腿主要是驅動這種蛛形綱動物行走,而這對在軀體上排列在第四位的腿,擁有非常尖銳的刺,一些盲蛛靠它們將捕食者捏成兩半,或者用來爭奪配偶。有些種類最後面的一對腿會長得非常長,甚至會在求偶競爭中排隊比較誰的腿更長。威斯康星大學麥迪遜分校的發育生物學家 Guilherme Gainett 說:“腿最長的那隻雄性會戰勝其他競爭者,獲得與雌性的交配權。”

支撐如此長的腿需要解剖結構上的創新。有些盲蛛的身體與它們的腿距離太遠,以至於腿的下半段,即脛節(tibia),必須自備氣孔以維持足夠的氧氣。但是對於這種具有卡通比例的生物來說,這些蛛形綱動物出奇地穩定和靈巧。長腿物種的肢體永遠是彎曲的,這使它們保持一種螃蟹式的行走方式,將身體貼近地面。來自美國馬里蘭大學巴爾的摩分校(University of Maryland, Baltimore County)的盲蛛生物學家 Mercedes Burns 告訴我:“想象一下,如果你的重心在膝蓋以下。對於盲蛛來說,它們翻身是非常困難的。”許多種盲蛛的腿由幾十個關節組成,這相當於人類的手指上有大約 100 個指關節。這種結構能讓盲蛛將腿的末端繞着樹枝纏兩三圈,就像蜘蛛猴善於抓握的尾巴一樣。Willemart 說:“它們在樹上、莖上、樹枝上攀爬,只靠腿繞來繞去就能做到。”

這種纏繞的技巧在交配的前戲中也很重要。有些種類的雄性會四仰八叉地躺着張開腿,等待雌性撞入它們的懷抱。美國聖路易斯大學(St。 Louis University)的研究盲蛛交配行爲的生物學家 Kasey Fowler-Finn 告訴我,一經接觸,雄性就會用被稱爲須肢(pedipalps)的臂狀附屬肢體抓住它的配偶,並將自己的腿纏繞在雌性的腿上來“將它們固定住“。這種行爲可以被看做是一種跑偏了的調情,還是一種確保能夠面對面交配的策略,因爲盲蛛的生殖器正好位於它們的喉嚨下方。Burns 說,抓住配偶的腿可能有助於雄性“弄清哪一端是正確的”。

Burns 說,雄性有時會控制其雌性長達數小時之久,也許是爲了防止它“跑去和另一個雄性交配”。“把它們分開幾乎是不可能的,而且也無法分辨誰的腿是誰的。”而 Fowler-Finn 還研究了另一種奇怪的行爲,即盲蛛的一個物種的雄性會在交配後咬住雌性的第二條腿,然後抖動它。“目前還不清楚爲什麼會有這樣的行爲,”她告訴我。“一個可能的原因是它在展示自己是一個高質量的伴侶:抖得越厲害越好。”

盲蛛的腿部承擔的重任如此之多,保持這些“美腿”乾淨整潔就變成了至關重要的事。威斯康星大學密爾沃基分校(University of Wisconsin-Milwaukee)的盲蛛生物學家 Ignacio Escalante 告訴我,盲蛛會通過在嘴裏來回拖動它們的腿來梳洗自己,就像“喫玉米穗子”一樣旋轉,“這超級可愛。”

但 Escalante 最感興趣的是那些失去腿的盲蛛,它們有時甚至會故意切斷自己的腿。盲蛛細長的腿雖然十分有用,但也是一種負擔。因此,當這些肢體受到威脅時,許多盲蛛會輕鬆地甩掉自己的腿,然後逃走。Fowler-Finn 說:“(在腿斷掉的時候,)可以聽到小小的咔嚓聲。”

這種自我犧牲式的行爲被稱爲自切(autotomy),其實很常見。比如,爬行動物會拋棄它們的尾巴,蜜蜂會拋棄它們的毒刺等。Escalante 解釋道,盲蛛的自切行爲就像肩膀劇烈脫臼一樣:“收縮一下就斷了。”然後,一小塊堅硬的護甲會滑到切割處來固定傷口。許多捕食者看到被切斷的腿會感到好奇,因爲它可以在脫離身體後持續抽動好幾分鐘。在野外捕捉盲蛛的研究人員已經學會了要小心。Fowler-Finn 說:“你總是擔心你會導致它們斷掉一條腿。”同時,雌性似乎能利用腿的這種可分離性爲自己謀利。它們會咬住或拽住自己討厭的雄性的腿,直到後者掉下來。她告訴我,這是一個結束令人厭惡的交配的好方法。她告訴我:“只要在交配過程中把對方的一條腿弄斷就可以了。”

整個過程聽起來很痛苦,但 Escalante 確信,如果盲蛛沒有失去超過兩條腿的話(它們的腿無法再生),大多數斷腿的盲蛛實際上過得很好。失去腿的蛛形綱動物會改變姿態,並且仍能以大致相同的速度跑動。不平衡的身體實際上可以造成一種混亂的步態,從而干擾捕食者,因爲這種搖擺不定的小東西可能更難被抓住。

盲蛛甚至在腿與身體的交界處(Escalante 親切地稱其爲蛛形綱動物的“腋窩”)都有非常特殊的適應性。其中包括一種可以散發惡臭化學物質,用以驅趕敵人的小孔。Escalante 告訴我:“這種氣味十分強烈。有時侯當你抓住盲蛛時,它們會釋放出一小滴乳白略帶淡黃色的液體。。。。。。它有一種甜美的汽油味。”有些盲蛛甚至會把它們的腿向內收,用腿耙過身體,把這種液體塗滿讓臭味達到最大程度。

盲蛛的基因之謎  

盲蛛的首次出現在至少 4 億年前,此後它們演化出了非常多樣的種類。即便關於盲蛛的行爲有了很多調查和研究,科學家依舊持有許多未解的問題。例如,目前還不清楚爲什麼盲蛛會聚集在一起,形成一團厚厚的“毛球”。這些盲蛛球往往出現在建築物的側邊,它們緊緊擠在一起的腿會垂下來,形成引人注目的“鬍鬚”。一些研究人員認爲這是一種防禦策略,可以將強大的反捕食氣味集中在一起的形成優勢。其他人則認爲,這些羣體在進行交配;也可能是爲了維持溼度而抱在一起所形成的毛茸茸的小團體,當天氣轉涼時,這可以讓盲蛛“瘦骨嶙峋”的腿保持水分。Burns 告訴我:“這是擁有長腿的缺點之一:身體的表面積太大。”Fowler-Finn 則表示,這就是當你把蛛形綱動物拿在手上的時候,它們的肢體摸起來像塗了油漆的頭髮般“僵硬和脆弱”的部分原因。

部分未解之謎的部分答案可能就隱藏在盲蛛的基因序列中。威斯康星大學麥迪遜分校的 Gainett 和 Sharma 最近與美國史密森尼國家自然歷史博物館(Smithsonian National Museum of Natural History)的基因組學專家 Vanessa González 合作,首次完成了世界上分佈最廣泛的盲蛛物種—— Phalangium opilio 的基因組圖譜。並未參加這項工作的 Fowler-Finn 說,這一突破將“幫助我們瞭解盲蛛對環境作出極端適應的基礎”。上述三名學者和同事確定了幾個能決定腿部走向如此截然不同命運的基因,以及其他使盲蛛的腿變得靈活和抓附力強的基因。他們證實,盲蛛的身體發育模式很像昆蟲,某些特定的基因沿着環繞動物軀幹的水平紋路被打開,以確定每條腿的最終形態。他們發現,只有幾個基因會阻止最靠前的腿變成類似手臂的須肢。研究人員甚至能夠通過關閉一些腿部基因來證明這一點,將一些盲蛛實驗體的前肢縮短爲完全的殘端。González 告訴我:“我們製造了‘短腿叔叔’,這是最神奇的結果。”

Sharma 的團隊還認爲,研究盲蛛的基因組,是瞭解蜘蛛、蜱蟲、蟎蟲、盲蛛等蛛形綱動物共同祖先的 DNA 的最好嘗試之一。Gainett 告訴我:“從盲蛛身上發現的結果反映了早期蛛形綱動物的情況。如果我們想了解這個羣體的基本身體結構,這就是我們所需要做的。”盲蛛和它們的腿是一種遠古生命基序的現代變體,這和它們在人類眼中的樣子一樣奇妙。

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