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当我们考虑到蜘蛛时,素食主义并不是我们首先想到的,蜘蛛通常依靠织网和其他精细调整的技术来捕捉和食用其他生物。但是,现在观察到一种蜘蛛主要以植物为食,这打破了所有蜘蛛都是严格肉食动物的普遍假设。
在已知的 40,000 多种蜘蛛中,只有少数几种会啃食植物——通常作为花蜜的膳食补充剂,或者仅仅是意外摄入花粉。今天在线发表在当代生物学上的一篇新论文详细介绍了Bagheera kiplingi(一种具有素食倾向的跳蛛)的自然史,以及它与植物和保护它的蚂蚁之间的有趣关系。
某些金合欢树(Vachellia collinsii)和蚂蚁(Pseudomyrmex peperi)已经发展出互惠互利的共生关系。植物为蚂蚁提供空心区域筑巢,并提供称为贝尔特体(Beltian bodies)的营养团块供其食用。作为回报,蚂蚁帮助抵御潜在的食草动物。然而,狡猾的B. kiplingi破坏了这个系统——它也以植物为食,同时设法智胜攻击它的蚂蚁。
这种蜘蛛生活在拉丁美洲的这些金合欢树上,最初由博物学家夫妇乔治和伊丽莎白·佩克汉姆于 1896 年描述,并以鲁德亚德·吉卜林和作者 1894 年的《丛林之书》中的黑豹角色巴希拉(Bagheera)命名。然而,这个凶猛的同名者可能被证明是对这种主要食草的蛛形纲动物的误称,在两个研究人员观察到其不寻常的摄食习惯之前,它在一个多世纪的大部分时间里都在默默无闻地忙碌着。
布兰代斯大学生物学讲师埃里克·奥尔森于 2001 年在哥斯达黎加的野外独立注意到蜘蛛的奇怪行为,而当时是维拉诺瓦大学生物学硕士研究生的克里斯托弗·米汉于 2007 年在墨西哥的一次野外考察中也注意到了这一点。米汉为了完成一项野外研究任务早起,决定观察他在一棵布满蚂蚁的金合欢树上看到的一只跳蛛——这种蜘蛛自童年起就令他着迷。
“我当时在等待,期望它吃掉一只蚂蚁,”现在是图森市亚利桑那大学生态与进化生物学系博士候选人米汉说。但他说,它并没有抓住蚂蚁,而是袭击了植物,并去寻找贝尔特体——“它抓住了蔬菜并跑开,坐在叶子上吃了[它]。我知道这很独特,但我从未听说过素食蜘蛛,”他说,称整个经历“超现实”。他期望他所看到的只是一个特例,但令他惊讶的是,他看到更多的蜘蛛也在做同样的事情。一旦米汉和奥尔森听说了彼此的发现,他们就开始合作进行这项新研究。
米汉说,抓取和食用贝尔特体——蜘蛛也吃花蜜和蚂蚁幼虫——与摄入更传统的猎物并没有太大的不同,但消化过程却让研究人员感到困惑。对贝尔特体的化学分析表明,它们含有 80% 的纤维,“而且无论如何,从营养丰富的角度来看,它们与动物组织不一样,”米汉说。是什么可能使以前的食肉动物适应主要以植物为食的饮食?
米汉指出,这种奇特的食物选择可能始于这些蛛形纲动物以蚂蚁幼虫为食,而蚂蚁幼虫本身主要以贝尔特体为食。研究人员现在正在这些蚂蚁幼虫中寻找细菌,这些细菌可能有助于蜘蛛消化植物材料。他们还希望确定这种细菌是否现在传递给蜘蛛后代,或者是否必须通过食用蚂蚁幼虫单独获得。
尽管它们的食物不寻常,但这些蜘蛛仍然表现出一些更传统的狩猎行为。“它们就像微型猫,”米汉说。“它们真的会跟踪和猎捕植物”,这也许可以证明B. kiplingi的猫科动物同名者的合理性。它们还利用其快速的移动来躲避潜在的蚂蚁攻击者。
然而,以植物为基础的饮食似乎改变了这种蜘蛛与其邻居的互动。个体可以像其他群居蜘蛛物种一样彼此靠近地生活,但在其他物种中,蜘蛛被认为是在合作狩猎(研究人员假设,这种行为可能导致更复杂的社会组织)。但在B. kiplingi 的案例中,食物只是从植物中收获的,因此不需要合作,这就提出了它们为何如此近距离地生活在一起的问题。米汉提出,这种社会行为可能是“为了减少当地资源竞争和减少攻击性”,这在某些植物上覆盖着数千只这种蜘蛛的情况下非常重要。
至于蜘蛛以之为食的植物,大多数似乎并没有受到蛛形纲动物攻击的严重压力。然而,米汉指出,墨西哥的一些金合欢树,蜘蛛负载较重,可能正在遭受蚂蚁保护减少的困扰。由于所有这些蜘蛛都在为自己收获贝尔特体,蚂蚁幼虫的贝尔特体就减少了,因此蚂蚁也减少了。这种例子引发了关于蜘蛛-植物-蚂蚁系统稳定性的问题。“蜘蛛不是像蚂蚁那样‘间接’食用资源,”米汉说,而是“直接获取来源”。这种进食模式允许更多的蜘蛛在一棵植物上生存,否则它们只能通过直接食用蚂蚁幼虫来生存。
无论这些蜘蛛是如何变成主要以植物为食的,对它们的持续研究都可能阐明一个罕见的物种——米汉称之为“比飞猪更非凡”的物种——以及产生它们的系统。“协同进化会产生连锁反应,”米汉说。“它可以作为第三方拦截它们的进化垫脚石。”对于这种奇怪适应的蜘蛛来说,这似乎是一件幸事。