蜘蛛哺乳凌乱了哺乳动物的定义
陈占起:中国科学院西双版纳热带植物园、节肢动物行为与生态组研究组长、研究员、博士生导师
大自然生物的多样性,永远在颠覆着人类的已知。哺乳动物是脊椎动物亚门的一纲,通称兽类,是躯体结构、功能行为最为复杂的最高级动物类群。他发现大蚁蛛的幼蛛竟也是吃妈妈奶水长大的,而且成年后依然回巢和妈妈生活在一起……
我叫陈占起,来自中国科学院西双版纳热带植物园。
去年年底,好像有一个新闻炒的沸沸扬扬,这个新闻说的什么呢?就是蜘蛛也会吃奶,也会跟哺乳动物一样,用奶汁喂它自己的孩子。因此很多人有一个讨论,是不是从现在开始蜘蛛应该被放到哺乳动物类群中去,而不应该继续待在节肢动物里边。还有就是为了今天我说的哺乳蜘蛛,你们可能感兴趣,我来到现场专门带了两个过来,就在这里面,等一下如果有兴趣,你们可以找我来看一下,不过他们的价值极其珍贵,我自己说这一只蜘蛛,你给我一头牛我都不跟你换哦。
我们言归正传,当时发现整个的蜘蛛哺乳的过程是基于两个意外。第一个意外,我有一次在自然界采集,突然就发现了这样一个现象,这个现象一般人看不出来,有什么意外?它给我的知识背景冲突很大,因为当我从巢里面它拨开的时候,我发现的不是一只蜘蛛,是五只蜘蛛,这五只都是成年的。
为什么这个跟我的认知差别很大?因为在整个自然界里能够把自己的孩子养到成年,这种情况不是不存在,其实是存在的,但是基本上都只存在于灵长类,或者长鼻类的大象这类极其高等的脊椎动物身上。但是蜘蛛作为节肢动物,我们一直认为是比较低等的,比较Low的。那么他们怎么可能把孩子养到成年?所以说这个是对我原来知识的一种挑战。
那么,节肢动物基本上做到什么程度呢?大部分是生下来老妈就走了,不管了,这是绝大多数。有一些比较负责任的,做到什么程度呢?我养你一段时间,一旦孩子有了捕食能力,那么我就停止,你自己自生自灭去吧,所以说这是正常的一个现象,也是为什么当时让我觉得这个挑战了我的认知。
我问自己,难道大蚁蛛真的是可以把它的孩子养到成年?如果说真是这样的话,到底要多长时间?到底怎么养?我们带着这些问题做了很多的野外观察、室内观察,并且又做了很多的实验数据,最终证明大蚁蛛确确实实可以把孩子养到成年。
这里有一个数据,上面到第53天的时候,就是从卵产出来到孵化是要经过大约15天的时间。但是小蜘蛛从孵化出来到成年大约需要53天。
我这个记录总共持续了三个月的时间,但是这些孩子依然跟母亲待在一起。所以说这个证据是一个铁证,它确确实实是跟我们人类一样、跟大象一样把孩子养到成年的,这个事情发生在我们认为不可能发生的很“低等”的节肢动物身上(我们说它低等是带引号的,我不认为它低等)。
这时又有两个新的现象就出来了,也是新的意外:第一个是,前20天从来没看到过小蜘蛛出巢,但是它的体长一直在增长,增长是怎么回事?你的食物是什么?你吃什么?第二,小蜘蛛从20天开始出巢,开始有了捕食能力,但是为什么捕食后,晚上还回来?为什么要回到家里面来?我们前面刚才给大家讲了一点,就是大部分的物种,他们是老妈培养到有了捕食能力之后就不再管了,那小蜘蛛为什么还回来?
带着上面的疑问,我提出了两个科学问题:第一,20天之前,幼体蜘蛛到底吃什么?第二,为什么小蜘蛛有了捕食能力之后,还要继续回巢?
带着这两个问题,之后又做了两个实验。
第一,是证明它的食物是什么?根据我的知识背景推测,有一种可能是蜘蛛跟鸟类一样,母亲从外面抓食物回来给孩子直接吃,这是最直接的一种方式,也是最常见的一种方式。
第二种可能像鸽子或者一些野狗,他们先吃进去,然后反刍回来喂给孩子。
第三种可能性,就是有一些鱼类和节肢动物,他们可以把吃进去的物质不经过完全消化,以排泄物的方式排出,再喂养自己的孩子的。
第四种相对来说比较罕见一点,叫营养卵,营养卵是什么?营养卵就是一个动物生十个宝宝,在产卵的时候,产20个、产30个,那么这十个宝宝孵化出来之后,就吃掉剩余那些没有孵化的卵,像这一类没有孵化功能的卵,叫营养卵。它们作为食物,在节肢动物、蛙类中都很常见。
这些就是我们当时的四个猜测。很遗憾,结果证明都是错的。这个时候我就崩溃了,为什么我认知的所有可能性都没有,都不存在?
那么进一步证明后发现:哦,原来你是吃奶!这个当时又把我吓到了,你知道吗,为什么当时吓死宝宝了?因为这个事情又一次挑战了我的极限了,我的认知不是这样的,我说我大脑中吃奶的动物不只有哺乳动物吗?到后来我又翻了一下书,又找了一下文献,发现不只是哺乳动物,其他动物好像也吃奶,例如一些鸽子,鸽乳,你们可能不清楚,但是知道乳鸽吧,乳鸽其实就是取自于这个的,它是吃奶长大的小鸽子,比较嫩。乳鸽、火烈鸟母亲会从腹囊里分泌出一种液体给自己的孩子吃,这种情况是存在的,但是绝大多数的食物还是由母亲吃进去之后反刍回来。所以说母亲给孩子的食物,大部分是吃进去,又反刍出来的,而不是全靠所谓的鸽乳来养它的孩子。
另外一种鱼类,是在体表分泌一种黏液给孩子吃,小宝宝也会跟着妈妈一段时间,吃的不亦乐乎。但是它跟哺乳动物有什么不一样?其实哺乳动物是有乳腺的,有专门的器官分泌乳汁给孩子吃。但是这种鱼只是有一种附着物在身上,不是从自己的腺体分泌出来的。
还有人说,蟑螂!蟑螂也有奶,蟑螂奶是怎么回事?还有苍蝇也有奶?这都是我查文献查到的现象,那么蟑螂还有苍蝇的奶是怎么回事?是母亲在产后代的时候,把蟑螂直接产出到体外,或者把蛆虫产到体外了?不是这样的。当母亲要生育的时候,直接就是胎生。所谓的昆虫的胎生,即使不产出来,依然在母亲生殖道里边,持续地给幼体分泌一些液体,给一些物质,让这些孩子在里边发育。但产出来之后,就不再有任何母子互动,但哺乳动物在母子分离之后还是有哺乳行为的。所以说,蟑螂和苍蝇是完全不具备哺乳行为的。
还有葬甲虫,就是黄色的那个,它跟哺乳没有半点关系,为什么?它跟野狗比较接近,吃进食物之后,反刍给自己的孩子,也会再养一段时间。这跟哺乳期不沾边了。我认为跟哺乳最沾边的,其实还是营养卵。
一天晚上,我看到蜘蛛小宝宝好像是趴到了母亲的腹部去吃奶,动作跟哺乳动物一样,但是我怎么证明?不可能说我看到了就是在吃奶。作为科研人员,我们一定要拿实证出来,拿铁证出来。
在左下角,那就是巢,你是看不清的,只能看到一个投影,非常模糊的。所以说,第一步,我要验证它,做了很多操作性的实验,让人确实能够看到它,能够用摄影记录下来,拍出来。这个行为基本上确定了。
现在还不行,下一步,行为学实验。如果真的是乳汁的话,真的是奶,那么我不让你产生会怎么样?如果说刚出生的小孩,我不让你吃奶,会怎么样?只给你馒头吃,肯定要给饿死对不对。蜘蛛也是这样的,所以说,当把它母亲疑似产奶的地方封堵了之后,它的孩子是没法生存的。这是行为学的实验。
光有行为学的实验,其实还不够。我们做科研一定是从各个方面,把证据全部拿死之后,才敢说一个结论出来。下面我们就进行了显微的观察。我用我的手把它拿到手上,麻醉之后,我是可以捏出来那一滴液体的。很多人说,你是不是把这个蜘蛛捏烂了?它的体液,我试了。我试了雄的、试了没有成年的、也试了雌性,但是,没有在哺乳期的,最后发现也只有把它捏烂,才会捏出水来。但是这个不是,它是今天捏了之后,没有任何伤害,明天还有,今天挤了明天还有。它这一滴液体,其实是乳白色的,这个看起来是淡黄色,是因为我拍照片的时候,有可能是有点氧化,但是刚刚出来新鲜的,是乳白色的,跟牛奶的颜色是很接近的其实,就稍微淡一点点。
到现在为止,很多人以为,可以说这个蜘蛛已经是哺乳了,但是还不行。当我把文章投出去之后,它们说这个怎么能算哺乳?你要是说它是乳汁的话,至少一点要给我答案:它的成份你有没有测定?含有哪些营养物质?有没有三大类营养物质?什么样的比例?
回来之后测!测的时候很辛苦,因为每一只蜘蛛,它的产奶量是多少,你们可以大约估计一下。蜘蛛的成年体长是6.5毫米,它的产奶量是一微升。一微升是什么概念?就是一毫升的千分之一。每一只蜘蛛一次性只能取这么多奶。
但是,我要去测量奶的成份的时候,他们怎么给我说?他说 :好测, 给我。多少?50毫升就好,不用很多。
嗯,我说你把我杀了,也给你弄不来5毫升,更不要说50豪升了。到最后我们找到了非常顶级的合作者,他们把这个事情搞定了。我给他20微升,把这个成份给搞定了。到最后出来,结果非常理想。蜘蛛奶的成份中,它大约蛋白质含量是牛奶的4倍,但是脂肪还有糖类,比牛奶低了很多。所以说,我认为,它是非常适合女性的一种饮料,对不对?
把这事情做完了呢,吃奶事情已经过了,我说我还有第二个疑问:为什么等20天之后,你有了捕食能力,却依然回来?
我做了两个实验:第一个实验,20天你有了捕食能力了,把老妈直接移走,不让你在里面;第二个实验,老妈可以在,奶没了。这个什么意思呢?就是看看,到底你回来是为了这个奶?还是为了妈妈本身?
到最后,我们的发现,母爱很重要。其实,我们都说有妈的地方才是家。这个蜘蛛也是,它们就算是没有奶了,只要是母亲在,我依然回来,我依然不离开自己的家,它们有这种情感在这里面。但是,如果说母亲没了,这个孩子很快就不回来了。
动物尚且如此,还说它低等,你们认为它还低等吗?所以最后我们就发现,如果说妈妈在的情况下,这个蜘蛛它的生存状况、身体状态、还有成长的速度、还有存活率,都是远远高于妈妈不在的那一组的。这是说,那个奶已经堵了,但是,奶堵和奶没堵这两个,奶堵的和奶没堵的,只要妈妈都在,结果是一样的,就是小孩子一样健康。我的孩子断奶之后,只要我来用别的食物喂它,或者它自己出去捕食,回来之后,在家里面成长,有母亲照看着依然可以生活的很好,依然可以发育的很好,就这样的一种结果,所以,这是为什么我说母爱很重要。
至于奶,虽然说我的实验数据证明它不重要,但这也不是一定的,因为在野外的时候,有这些奶是可以减少孩子自己出去捕食。因此从20天之后,总共吃奶38天,也就意味着20天之后还是会吃一部分奶的。因为我们的数据时在室内做的,没有天敌影响,如果在野外是有可能被天敌干掉的。因此,这段时间的奶也是重要的。
这个实验证明蜘蛛吃奶这个事情已经完了,很多人说,现在你这个蜘蛛到底是哺乳动物还是不是哺乳动物?我作为科研人员,我很负责任地跟你们讲,蜘蛛依然不是哺乳动物,它只能是说具有哺乳行为的动物。那么哺乳动物的定义改变了吗?没有。我个人观念,但是其他人以后说再怎么命名,要不要把哺乳动物的命名改一下,那是他们的事情。
但是还有一点,我要说的是这么一个事情,跟母亲存在在一起的那些宝宝成长出来之后,总是雌性很多,雄性很少,5.5:1,雌:雄;但是如果说母亲没了,性别比变为是1:1,这个事情为什么?我说别问我,我也不知道。
我的学生现在说:老师你让我做这个东西,现在我做不了,那怎么办?如果说,结果跟我们预想不一样怎么办?
我说最好的实验结果往往不是你们预料到的实验结果,往往都是出乎我们预料的,跟我的常识不相符的实验结果。
这个时候才可以真真正正的让我们在创造知识,而不是说我只是知道多少,我只是阅读了多少知识,我只是记住了多少知识。这样你只是一个知识的储存器,跟一个硬盘没太大差别。但是我们人,作为创造者,我们创造知识才是我们应该做的,才是我们的本源工作。最后我就跟他说,我希望以后你能够做的是创造知识,而不只是记忆知识,只是知道有什么,要创造还没有什么。
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