捕捉苍蝇的方式不止一种。蜘蛛网看起来像是诱捕昆虫的完美陷阱,但一项基于数百个基因的蜘蛛“生命之树”研究表明,许多蜘蛛放弃了结网,转而采用其他捕捉猎物的方式。这项新研究颠覆了数十年的传统观念,表明编织圆形网的蜘蛛并非都是近亲,有些物种与以不同方式捕捉猎物的物种关系更近。
“蜘蛛网很棒,但它们并非我们认为的蜘蛛进化的顶峰,”阿拉巴马州奥本大学的进化生物学家 Jason Bond 说,他的团队通过分析 33 个科的 300 多个基因,确定了蜘蛛的进化关系。该论文和另一个独立团队的类似研究均于本周发表在《当代生物学》(Current Biology)杂志上。
科学家迄今已命名约 45,000 种蜘蛛物种,归为 100 多个科。编织圆形网的蜘蛛属于两个主要科——园蛛科(araneoids),如花园蜘蛛,以及不太为人所知的戴诺普斯蜘蛛科(deinopoids),其中包括猫面蜘蛛。这两个类群用化学性质不同的丝纺织网——园蛛科编织的粘性纤维比戴诺普斯蜘蛛科较干燥的网更有效地制成。但由于这两个类群编织网的方式相似,蜘蛛学家长期以来将两者放在蜘蛛家谱树上的一个名为圆网蜘蛛(orbicularians)的类群中。
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但现在,通过比较众多蜘蛛中数百个匹配基因的 DNA 差异而构建的分子家谱树,描绘了一幅截然不同的图景。虽然这些发现支持了许多先前关于蜘蛛科关系的想法——例如,地穴蛛(trapdoor spiders)的独特性,它们用泥土、丝和植物建造地下陷阱——但编织圆形网的园蛛科和戴诺普斯蜘蛛科似乎比以前认为的亲缘关系更远。
由马萨诸塞州剑桥市哈佛大学的进化生物学家 Rosa Fernández 领导的团队得出了相同的结论,他们使用由 12 个蜘蛛科的 2,000 多个基因构建的树状图。研究人员报告称,尽管戴诺普斯蜘蛛科具有结网行为,但它们与包括狼蛛和蟹蛛(倾向于偷偷靠近猎物)在内的科的关系,比与园蛛科的关系更近。
这一发现为蜘蛛网的进化留下了两种可能的解释。要么它比科学家认为的出现得更早,出现在许多蜘蛛科的共同祖先中,然后被一些物种抛弃,正如大多数研究人员过去认为的那样。要么,结网和纺丝的能力可能已经进化了多次。Fernández 说,这两种理论都可行,只有来自更多蜘蛛科的基因数据才能解决这个问题。
然而,Bond 更倾向于非常古老的结网行为在进化过程中丢失的观点。他说,结网所需的一系列行为似乎太复杂,不可能一次又一次地进化。根据他们的发现,Bond 和他的团队认为,圆形蜘蛛网出现在早侏罗世(距今 1.87 亿年至 2.01 亿年前),许多蜘蛛的祖先放弃了结网,转而采用其他捕捉猎物的策略。
但是,为什么蜘蛛会放弃编织圆形网呢?“进化是不可预测的,”斯洛文尼亚科学院和艺术学院卢布尔雅那分院的进化生物学家 Matjaž Kuntner 回应道。“一个对称的圆形网很漂亮,但它可能只在特定环境和蜘蛛追逐的特定猎物子集中才是理想的结构。”
堪萨斯大学劳伦斯分校的蛛形纲动物古生物学家 Paul Selden 也认为,蜘蛛网已被许多蜘蛛放弃。“好吧,它可以捕捉飞行昆虫,但它也向捕食者发出信号,表明那里有一只蜘蛛,”他说。“更高级的蜘蛛已经摆脱了它,并发展出了其他东西。”
本文经许可转载,并于 2014 年 7 月 21 日首次发表。