▎藥明康德內容團隊編輯
對一類嫵蛛科(Uloboridae)的雄性蜘蛛來說,交配最后總是以一記華美動作結束:彈射起飛。這種彈射速度非常快,如果你正好在偷看它們交配,那可能一眨眼就會看到雄蜘蛛直接消失了,這也意味著交配已經結束。▲在完成一次交配后,雄蜘蛛會迅速彈開(圖片來源:參考資料[1],credit: 張士昶)
這不是蜘蛛想要炫技,也不是交配帶來的沖擊,而是為了活命。這些雄蜘蛛需要通過這種彈射躲避雌蜘蛛捕食本能,因為在交配后雌蜘蛛會變得異常饑餓。這種彈射過程最近被一組中國科學家用高速相機的微距鏡頭記錄了下來,當然也包括交配的全過程。高清畫面已經被記錄在了《當代生物學》上。研究中觀察的隆喜嫵蛛(Philoponella prominens)尺寸很小,雄性的體長只有3毫米,而同類雌性蜘蛛大小是雄性的兩倍。雌性在體型上已經是壓制性的水平。它們喜歡群居在一個龐大的蛛網內,一個蛛網里可以包含超過200只隆喜嫵蛛。湖北大學的張士昶教授在觀察一個蛛網群落的時候發現交配過程總是非常迅速地結束。▲研究推測這種彈射機制是演化過程中保留的(圖片來源:參考資料[1],credit: 張士昶)
既然如此,張士昶教授和同事拿出了每秒可以拍攝1500幀的高速相機,時刻記錄著蜘蛛的交配過程。當然,過程也并不容易,因為隆喜嫵蛛從交配到彈射總共也只有30秒,如果沒有及時聚焦,那么就會錯過蜘蛛彈跳的畫面。▲雄蜘蛛彈開的速度非常快,只能用高速相機捕獲(圖片來源:參考資料[1],credit: 張士昶)
研究團隊最終總共收集了155次成功交配的鏡頭。雄蜘蛛在完成第一次交配后有97%的都彈射起飛了,剩下的3%不幸淪為了雌蜘蛛的食物。(有一些雄蜘蛛的腿部彈射系統被破壞了,這些蜘蛛也最終被吃掉)97%的蜘蛛彈射時,腿部儲存的能量會迅速爆發,彈射速度在約4.3毫秒內可達每秒鐘88厘米。類比來看,相當于人類在交配后一秒鐘跳到了約530米外的地方。研究者指出,這種彈射機制和腿部的液壓變化有關,雄蜘蛛交配的時候腿部折疊在雌性身上,當液壓釋放時,腿會迅速伸展開。這種液壓驅動肢體的過程并不罕見,比如螳螂蝦的彈射“拳擊”行為,葉蟬和跳蚤的彈跳等。張士昶教授解釋道,一般這些行為都是捕獵或者逃避捕獵者。隆喜嫵蛛的發現讓我們第一次看到性行為中也存在這一機制。借助這種彈射機制,雄性蜘蛛會返回蛛網上,再爬回雌蜘蛛身邊發生下一次交配行為,有時雄蜘蛛最多會與一個雌性交配多達5次。這種彈射機制會增加它們存活的幾率,這樣也會讓它們更可能成為父親,完成活著和傳遞基因的使命。參考資料:
[1] These male spiders use built-in legcatapults to escape sexual cannibalism. Retrieved Apr 27th, 2022 from https://www.livescience.com/spiders-catapult-to-escape-sexual-cannibalism
[2]Male spiders avoid sexual cannibalismwith a catapult mechanism. Current biology (2022). DOI:10.1016/j.cub.2022.03.051
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