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最近,中科院西雙版納熱帶植物園的研究者們發表了一個非常有趣的現象。
大蟻蛛(Toxeus magnus)是一種跳蛛,它擁有非常特別的育幼方法。雌性不但會搭建一個巢穴來養護后代,還會從腹部分泌特殊的營養液來喂食它們,這和哺乳動物喂奶有異曲同工之處。除了哺乳,母親和子女還有一定程度的“家庭生活”,并且會維持相當長的時間;母親甚至會對兒子和女兒區別對待。
一位大蟻蛛母親的腹部(A),手指輕按就能分泌出營養液(B)。圖片:Zhanqi Chen et al. / Science(2018)
這個精彩的發現,無疑讓人們對無脊椎動物這個動物界“沉默的大多數”有了新的了解。一些新聞報道聲稱,這是第一次在無脊椎動物中發現哺乳和撫育后代的案例。真的是這樣嗎?
家庭“和睦”
作為無脊椎動物,大蟻蛛在養育后代上投入的精力,無疑讓人印象深刻。然而,無脊椎動物不照顧后代其實是人類的刻板印象,它們之中對后代關愛有加的例子可謂比比皆是。擅長養育后代的無脊椎動物在物種數量上是以“萬”計的——光是螞蟻這一個擅長帶娃的家族,就已經命名了一萬多種。
這次發現的會“哺乳”的無脊椎動物是一種蜘蛛,而蛛形綱恰巧就是育幼行為普遍、“親子關系”和睦的一個類群。這次的新發現發生在蜘蛛身上,可以說是意料之外,情理之中——當然這么說難免有“事后諸葛亮”之嫌。
一只幽靈蛛守在孩子身邊。圖片:The Lord of the Allosaurs / wikimedia
很多蜘蛛會把卵仔細地保護在卵袋里,然后守護著卵袋直到孵化。許多種類會和新生的小蜘蛛生活一陣子,保護它們度過最脆弱的階段,甚至還會捕捉獵物喂養它們;狼蛛等蜘蛛則喜歡把小蜘蛛馱在背上到處行動。
蜘蛛的親戚——蝎子、鞭蛛、鞭蝎、擬蝎——也都很會照顧孩子。對鞭蛛的研究更揭示了鞭蛛幼體可以把它們的母親和其他成年鞭蛛區分開來,進而選擇跑向母親的懷抱;同一窩鞭蛛的兄弟姐妹也會扎堆在一起。除了不哺乳之外,“家庭關系”已經和這次研究里的大蟻蛛很像了。
一只把孩子背在背上的鞭蛛。圖片:深山蟲吟
“舐犢”情深
昆蟲界的好媽媽也比想象中要多得多,先讓我們從看起來最不可能的一位說起——螳螂。非洲的Galepsus屬螳螂在產卵后會守護在一邊寸步不離;同樣生活在非洲的另一種螳螂Oxyophthalmellus somalicus則更進一步,在小螳螂孵化后依然會保護它們。
半翅目的很多蝽和角蟬都會保護后代,有些是媽媽拉扯自己孩子,也有的像某些食草哺乳類一樣,聚集成大群把孩子圍在一起共同保護。蠼螋[qú sōu]不但管住還管吃,母親會把打獵的戰利品拖回家給孩子享用。
蠼螋和它剛出生的寶寶們。圖片:Nabokov / wikimedia
甲蟲作為昆蟲綱多樣性最高的類群,自然也涌現出了很多模范家庭。其中人情味最足的,大概是葬甲了。葬甲夫婦會合力把小動物的尸體埋進土里,仔細地剝皮碎肉,最后加工成一大塊“腐肉火腿”;它們的孩子就在這個難以名狀的搖籃里成長,爭先恐后地把小腦袋伸向爸媽乞食。這個光景大概可以和一窩熱鬧的雛鳥媲美,只是畫風可能有點克蘇魯。
正在給幼蟲喂食的葬甲。圖片:Syuan-Jyun Sun / wikimedia
至于真社會性昆蟲,它們對后代的照顧更是從“洗禮”到“成人儀式”全方位覆蓋。真社會性在昆蟲里反復獨立演化了很多次,誕生了膜翅目的蜜蜂、社會性黃蜂和螞蟻,蜚蠊目的白蟻,還有某些蚜蟲、薊[jì]馬、甲蟲和不少非昆蟲綱的真社會性無脊椎動物。這群種類極為豐富、數目極為龐大的無脊椎動物,代表了在照顧后代水平上的“先進生產力”。
哺乳,并不是哺乳動物的專利
和養育后代相比,哺乳的確是一個在哺乳動物之外比較少見的技能,但并不是沒有。
包括鳩鴿類、火烈鳥和一些企鵝在內的鳥類會從嗦囊分泌“乳汁“一樣的流質喂食雛鳥。一些魚類也會分泌富含營養的粘液:盤麗魚,即水族界著名的“七彩神仙”,會在體表分泌“乳汁”喂給幼魚。非洲的一種蚓螈(Boulengerula taitana)——沒有腿的兩棲類——也會像盤麗魚一樣“哺乳” 。這些哺乳方式和哺乳動物不完全一樣,但又異曲同工,也是反復獨立演化的結果。
除了脊椎動物,無脊椎動物里也有“哺乳”的例子。前面提到的蛛形綱的擬蝎,就會從卵巢分泌“乳汁”來喂養孩子。
擬蝎缺少傳統意義上蝎子的那種蟄針,它們體型微小,體長很少有達到厘米級的(還有點萌?)。圖片:Kaldari / wikimedia
人人喊打的蟑螂是被妖魔化和誤解最厲害的動物之一。實際上99%的蟑螂種類不接近人類,它們在野外自由生活,是生態系統重要的組成部分,其中很多都是優秀的家長。把孩子像孵小雞一樣護在身下是常見的基本操作,有些還會把娃夾在翅膀下隨身攜帶,或者在挖掘的隧道里和家人一起生活。
隱尾蠊(Cryptocercus spp.)更是“居家好小強”的典范。它們會夫妻合力撫養后代,用后腸分泌的液體給幼兒“哺乳”,并照顧孩子長達三年以上——別說大蟻蛛了,這比大部分鳥類和哺乳類養育后代的時間都要長。
蜚蠊目保護若蟲時典型的“孵小雞”動作。圖片:Pavel Kirillov / Flickr
隱尾蠊的食物是難以消化的木頭,新生兒沒有父母的哺育根本無法存活。選擇了吃木頭這一艱難道路還促使蟑螂演化出了真社會性的類群——白蟻(是的,屬于蜚蠊目的白蟻可以說是一類社會性的蟑螂)。
隱尾蠊的超長育兒期和它們超慢的生長速度也有關。我們一般認為蟑螂“生得多、長得快”,但實際上它們需要五、六年才能長大,可想而知,面對環境的破壞也更加脆弱。
還有更神奇的嗎?
太平洋折翅蠊(Diploptera punctata)的哺乳方式,可能是所有動物里最魔幻的——它們直接在子宮里“喂奶”。這種蟑螂是真胎生,胚胎直接在體內發育,而不是卵胎生那樣在體內孵卵。盡管如此,它們畢竟沒有哺乳類的胎盤和臍帶這樣的結構,所以當胚胎發育出完整的消化系統后,就會在母親體內取食特制的“乳汁”。當雌性分娩時,這些新生兒已經發育得又大又強壯了。
你或許想不到,蟑螂也能胎生。圖為太平洋折翅蠊。圖片:karaczany.terrarium.pl
雖然還缺乏進一步的研究,但球蠊(Perisphaerus spp.)的哺乳行為,可能比現在已知的“會哺乳的非哺乳類”更進一步:因為它們的新生兒可能還自帶“奶嘴”。
哈佛大學的昆蟲學家Piotr Naskrecki在他的科學網站The Smaller Majority上拍攝記錄了球蠊可能的哺乳行為:若蟲會在母親體表吸食某種分泌物,這似乎是它們唯一的食物;而這個階段若蟲的口器和成蟲不同,是長長的、適合吸食流質的“吸管狀”口器;隨著若蟲長大,這套“奶嘴”最終會換掉,變成適合吃普通食物的口器。
某種球蠊的若蟲(左)與成蟲(右)。圖片:Piotr Naskrecki
哺乳動物的定義,是否要重寫?
其實,恒溫、胎生、哺乳,這些“哺乳類特征”沒有一個是哺乳動物特有的。節肢動物已經能做到哺乳、卵胎生、真胎生以及局部產熱(蜻蜓、蜜蜂等),魚類更是已經有完全溫血的月魚,更不用提蜥形綱的鳥類和部分非鳥恐龍。那么,哺乳動物的定義要重新改寫了嗎?
非也。現代分類學的真正方法和目的并不是把“表面上像的生物放進一個抽屜”,而是挖掘物種更深層的演化關系,用解剖學和分子手段梳理系統發生樹。恒溫、胎生、哺乳并不是深層的、根本的、決定物種在演化樹位置的特征,只要有機會,它們就能在不同動物類群里反復獨立演化出來。
哺乳動物在海克爾(Ernst Haeckel)繪制的進化樹上的位置。圖片:Ernst Haeckel / Generelle Morphologie der Organismen(1866)
包括我們在內的哺乳動物,從根本上來說是合弓類的一個演化支。不管其他哪個演化支出現了和我們設定重復的特征,哺乳動物在演化樹中的位置就在那里——除非整個演化樹要做出修改。(合弓類在三疊紀以后漸趨絕滅,只有少數物種存活到白堊紀,現今的哺乳類是合弓類的后代。)
而分類學最根本的目的,其實就是畫出一個盡可能接近真實的演化樹。
本文是物種日歷特約稿件,來自物種日歷作者@深山蟲吟。