这些蜘蛛弹跳离开配偶以避免性食同类

步足蜘蛛前腿中储存的能量帮助它们活下来,以便再次交配

Two mating spiders.

照片显示两只正在交配的高突圆蛛

对于一些雄性蜘蛛来说,爱是完全吞噬一切的。在一种被称为性食同类的可怕行为中,许多蜘蛛物种的雌性会在繁殖后吞食它们的配偶,要么是为了生存,要么是为了保持它们的繁殖选择。

雌性蜘蛛通常比雄性蜘蛛大得多,因此具有强大的身体优势。但周一发表在《当代生物学》上的新研究表明,许多看似实力悬殊的雄性并非完全无助。由于前腿关节中储存的能量,一种名为高突圆蛛的步足蜘蛛雄性可以在瞬间将自己弹射离开贪婪的配偶。“当我第一次在野外观察到这种弹射行为时,我就知道我发现了一些特别的东西,这基于我13年来对蜘蛛性行为的研究,”该研究的主要作者、中国湖北大学的行为生态学家张世昌说。


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这些步足蜘蛛共同生活在公寓式建筑群中,这些建筑群由许多相互连接的网组成,可以容纳200多只个体。由于有如此多的长腿单身汉四处游荡,雌性可以负担得起吞食一些——因此为了避免成为交配后的零食,雄性蜘蛛必须在繁殖后立即逃跑。研究人员发现,在交配行为本身期间,雄性蜘蛛将前腿折叠在雌性身上。交配后立即,它们伸直腿,利用沿胫骨-跗骨关节积聚的液压将自己像弹簧一样弹射出去。

蜘蛛将自己从配偶身上弹射出去的速度太快了,普通相机无法捕捉到这种行为。因此,研究人员使用北京一家广告公司的特殊高速摄像机拍摄了交配的蜘蛛。科学家以每秒 1,500 帧的速度分解了戏剧性的逃脱,计算出这些雄性蜘蛛的移动速度。这些蜘蛛平均只有大约三毫米长,它们的发射速度接近每秒 88 厘米。“想象一下一个身高 1.8 米的男人在一秒钟内将自己弹射 530 米,”张说。“这就是这些雄性蜘蛛所做的。”当这些杂技蜘蛛翱翔时,它们也会像八条腿的陀螺一样旋转,平均每秒旋转近 175 次。

雄性蜘蛛在慢动作交配过程中跳离雌性。 来源:张世昌(CC BY-SA)

在最初记录的 155 对步足蜘蛛中,有 152 只雄性成功弹射。所有跳跃者都在性接触中幸存下来,但未能跳跃的三只则立即被吃掉。

为了证实雄性蜘蛛的跳跃能力是否真的是生死攸关的问题,研究人员使用细刷将几只雄性蜘蛛粘在它们的配偶身上,限制了它们的弹射能力。所有这些蜘蛛都被吃掉了。

令人惊讶的是,逃脱的雄性实际上会回到它们的同类相食的配偶身边。在交配过程中,它们会将一条丝绸“安全绳”固定在它们的伴侣身上。在它们弹射后,它们会沿着这条绳索爬回与她再次交配。它们可以重复这个循环最多六次。

雄性蜘蛛在正常速度交配过程中跳离雌性。 来源:张世昌(CC BY-SA)

不断回到一个有杀人倾向的伴侣身边似乎很鲁莽,但雄性蜘蛛的天性是确保它们用自己的遗传信息使雌性蜘蛛受精。只要它们可以弹射到安全地带,它们就会一次又一次地尝试交配。

虽然从人类的角度来看性食同类似乎很可怕,但根据在阿德菲大学研究蜘蛛性食同类的生物学家马蒂亚斯·福尔默的说法,这种行为在进化上是有道理的。在大多数蜘蛛物种中,雄性除了精子外,对下一代没有任何贡献。“从雌性的角度来看,她为什么不吃掉他呢?”福尔默说,他没有参与这项新研究。“如果你这样想,实际上它并不更突出,这令人惊讶。”

这项新研究的研究人员假设,雄性步足蜘蛛的壮观逃脱可能有利于雌性,在基因选择方面,通过帮助确定不同雄性的健康状况。无法弹射的雄性蜘蛛基本上被基因库吞噬,而能够弹射的雄性蜘蛛在它们返回再次交配时可能对雌性更具吸引力。

福尔默说,这项研究说明了同类相食如何引发两性之间的进化军备竞赛。由于研究人员记录的高逃生率,弹射似乎已将天平向雄性倾斜。“雄性现在肯定在军备竞赛中占据上风,因为它们避免了被同类相食,”他说。但蜘蛛性别的战斗远未结束。“可能会,”福尔默补充说,“出现一种突变,使雌性更快或更擅长抓住雄性。”

本文的一个版本,标题为“蜘蛛发射”,已改编用于 2022 年 7 月号的《大众科学

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