@ 2017.03.31 , 11:00

狼蛛是如何□□的

迷人可能不是描述蜘蛛的最好词汇(此处应有吐槽),但辛辛那提大学的研究者发现狼蛛其实有各种各样的个性,并非一般所认为的顽固和死板的行为模式。

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辛辛那提大学正致力于将狼蛛变为新的模式生物,用以研究疾病或者环境因素。

辛辛那提大学生物教授George Uetz主攻蜘蛛研究,特别是狼蛛。蜘蛛在神经生理学上比鼠类或者其他脊椎动物简单,因此其行为应当更多地由DNA决定而不是个体突变。

但Uetz说蜘蛛的魅力超乎他先前的想象:“个体之间有很多差异性,某些是由于经历引起的,正如更复杂的动物。”

美国有200多种狼蛛。蛛如其名,他们在森林地表和干涸河床上跟踪他们的猎物。他们是孤狼,独自生活、打猎,除非是□□季节。今年辛辛那提大学两名研究生对他们进行了研究。

其中一位名为Emily Pickett,对两种看起来相似、习惯也相近的近缘种进行研究。虽然两种蜘蛛可进行异种□□,但在自然界中十分少见。Pickett发现他们独特的求偶行为帮助维护了基因隔离。其中一种Schizocosa ocreata狼蛛相对于另一种Schizocosa rovneri(蛋友们这个该怎么翻译成中文啊,有没有什么好的网站可以查询)狼蛛能在更远的距离进行求偶仪式,结合振动和物种独特的视觉信号。

Pickett说道:“我们假设两个物种在相对较近的时期产生进化分歧。这能帮助我们理解物种的改变——一个物种如何发展为另一个。”蜘蛛听声音的方式与我们不同,而是依靠振动,化学物质和视觉信号进行交流。

另一位研究生Madeline Lallo对第三种狼蛛Gladicosa bellamyi进行研究,发现雄性会通过蹦起来并像旗帜那样挥动自己的有色前肢来引起雌性的注意。

两位学生与他们的共同作者,Uetz教授,将他们的发现发表在了3月在伊利诺斯举行的美国中西部生态与进化会议上。该会议接收中西部地区大学的文章,总共95篇。

Pickett和Lallo的工作是建立在Uetz教授40多年工作的基础上的。Uetz已经合作发表了120篇同行评议文章,记录了蜘蛛交流,择偶以及从错误中学习的方式。在1976年,他编纂了特拉华州的地方蜘蛛图集。

科学家们通常选择果蝇、线虫或者鼠类进行研究,因为对这些生物已经比较了解,包括整个基因组。由于辛辛那提大学和其他大学的工作,狼蛛也将迅速成为新的研究模式生物。

Uetz说道:“长期来看,我们正在为科学研究建立一种新的模式生物。我们已经对蜘蛛的行为十分了解,现在正试图知道更多他们的生理学和免疫学等方面的知识。蜘蛛的行为依赖于与人类和其他脊椎动物完全不同的多传感系统。他们的视觉,振动和化学感官能帮助我们了解神经系统和大脑功能的进化过程。”

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辛辛那提大学正致力于将狼蛛(比如这个Schizocosa ocreata)变为新的研究模式生物。

每个新研究都开始于辛辛那提自然中心,在这里研究者们收集森林中的野生蜘蛛。夜间通过LED手电筒能很容易找到狼蛛(对蜘蛛恐惧的蛋友们可能会说简直容易得毛骨悚然)。他们的眼睛在灯光的照耀下像绿宝石般闪烁。Lallo说道:“他们将自己伪装在落叶层中,很难被发现。但在夜晚你可以看到那些闪烁的眼睛。你绝对想不到在你的后院里有多少蜘蛛,除非你打开照明灯看看。”

研究者们将蜘蛛铲起来,并按照物种和性别分类。实验室里总是有多达1800只蜘蛛,有些人可能又会感到焦虑了。Lallo说:“对某些人来说这很艰难,‘不要啊!’。我理解有些人为什么会害怕他们,但他们实在是太小了,根本没法□□伤我们。(译者觉得并不是因为这个o_o)

虽然名字很凶猛,但其实狼蛛对人类无害。研究人员可以随意摆弄他们,把他们赶进瓶子里,或者在塑料瓶里逗弄他们。
研究者每周给他们的实验对象喂食两次针头蟋蟀。蜘蛛们从凹陷的水池中的海绵中喝水。

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辛辛那提大学教授George Uetz正在研究狼蛛的求偶行为,以了解更多的进化知识。

Lallo对Gladicosa bellamyi的求偶行为进行研究,把一名雌性放在透明的塑料碗中一整夜,他管塑料碗叫舞台。舞台底部有一块纸盘,能帮助研究者检测蜘蛛行走、抓挠或者求偶舞蹈的微小振动。在装置左边,雌性纺出一串吸引雄性的带信息素的蛛丝。

Uetz说,雄性通过读取蛛丝中的化学物质,能确定雌性目前处于单身还是已婚,甚至还能判断出该雌性以前是否吃过其他雄性,“他们要么完全避免这种雌性,隐藏自己,要么以狂热的求爱攻势击垮雌性的心理防线。”

次日,研究者将舞台放到实验室的隔音录音室的激光多普勒测振仪上。激光束将纸上面的振动转换为数字信号,以便研究者进行比较。研究者将一名雄性和雌性放到一起,使用相机和振动计记录发生的事情。

在约10%的Schizocosa ocreata□□情况中,雌性立即吃掉了雄性。同类相食的比率是其他种类的两倍,可以说狼蛛走在□□与消费的钢丝绳上。

为了证实这一点,研究者将两个蜘蛛放在一起。近距离观察可以发现,ocreata利用棕色斑纹和黑色毛皮进行伪装,但是雄性的前肢长有浓密的黑色刚毛,就像是舞者的护腿。Ocreata由于其古怪的求偶舞蹈,在实验室有个昵称:“电臀蜘蛛。”

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辛辛那提大学的生物学学生(比如Madeline Lallo)正在研究狼蛛的求偶行为,以了解近缘种是如何进化的

现在男女嘉宾已经进场了,男方姑且称之为鲍勃吧,女方为艾丽斯,由资深教授Uetz担任解说,让我们拭目以待这场精彩的求偶演出吧,本节目不包含儿童不宜内容,请放心观看。鲍勃发现了艾丽斯,被她深深吸引了。于是他开始了自己的舞蹈,高高挥动着他毛乎乎的手臂,还跳了起来,有时候在地上撕□□制造出振动。“他制造的振动越强烈,那么就越有可能得到□□的机会。”然后鲍勃开始挥动他的手臂敲打舞台。“看,艾丽斯过来了,她对鲍勃产生了兴趣。”艾丽斯小心地靠近鲍勃,行了一个屈膝礼——这是□□的信号。鲍勃面红耳赤,心跳加快,舞动得更加疯狂了。“艾丽斯变得十分兴奋了,要发生了——除非鲍勃突然变心了。”但鲍勃退到了舞台边缘继续他的舞蹈,不过动作慢了下来。艾丽斯继续尝试靠近他,转了个身子,再次行屈膝礼,然而鲍勃又退开了。“快了。但是艾丽斯变得有点不耐烦了,鲍勃被吓到了。毕竟艾丽斯很强壮,比鲍勃大很多,即使她并没有咄咄逼人,鲍勃还是不由自主地害怕。果然还是too young啊。”这样几分钟后,艾丽斯再也不耐烦了,追着鲍勃到处跑,要是鲍勃被追到就要发生可怕的事情了,幸好最后Lallo把鲍勃救了出来,并没发生什么。

研究者发现每一种狼蛛都有自己独特的求偶舞,通常结合多种沟通形式。Uetz说:“这告诉我们这种行为是可塑的,是通过学习得到的。”

在其他实验中,Uetz使用虚拟现实研究蜘蛛的交流方式。将蜘蛛放入舞台,在他们面前放一个iPod播放记录的异性蜘蛛的影像。研究者播放纸张记录的声音,模拟蜘蛛舞蹈的振动。不可思议的是,这个诡计成功了,研究者可以据此观察活生生的蜘蛛的□□反应。

狼蛛对□□有一定的选择,只与同种□□。但研究者可以使用数字动画建立他们自己的嵌合体或者虚拟混血,以此精确确认到底是异性的什么方面刺激了□□反应。Uetz以前的博士后研究生、现在澳大利亚麦考瑞大学的副教授Phillip Taylor进行了进一步的研究,利用磁体将蜘蛛粘连到一个滚动跟踪球体上,并放到一个三维屏幕前,建立了一个虚拟世界,在其中蜘蛛可以随意跑动并与数字蜘蛛交互。

Uetz说道:“这种强烈的选择压力引起了更复杂的多感官行为的进化,他要么□□繁衍下一代,要么成为别人的午餐。”

本文译自 phys,由译者 CliffBao 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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