本文发表于《大众科学》的前博客网络,仅反映作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
[caption id="attachment_179" align="alignleft" width="275" caption="雄性Schizocosa sp. CC许可照片由Marshall Hedin在Flickr上提供(点击查看完整照片)。"]
当我们的新闻编辑在推特上询问“这个六条腿的蜘蛛玩意”是什么动物时?她的问题在不到一分钟内就被昆虫学家解答了。它确实是一只不幸的蜘蛛,失去了两条腿。虽然罗宾可能对这个可怜的小家伙感到担忧或同情,但她不必害怕,因为蜘蛛经常会自行截断一条腿。当然,再生过程可能会让蜘蛛在野外更加脆弱。值得庆幸的是,她的小朋友在《大众科学》办公室的范围内可能会安全得多。
蜘蛛可能会截断它们的腿作为一种防御策略,但尚不清楚存在哪些权衡。例如,如果一只蜘蛛截断了它的腿并经历了再生,未来的繁殖会受到影响吗?它是否更容易受到捕食?它的移动性或竞争力是否会下降?
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在Wrinn和Uetz于2007年进行的一项研究中,腿部再生会使蜘蛛处于生理和发育劣势的假设得到了检验。作者检查了野外狼蛛(Schizocosa ocreata,类似于上图)的自截频率以及与大小、质量和生理状况的关系。此外,他们进行了实验室实验,以检验腿部再生会特别损害觅食、减少生长或影响发育时间的假设。
他们收集的野外数据表明,腿部缺失会损害觅食能力,这体现在质量、大小和生理状况的下降上,正如人们所预期的那样。实验室实验也表明了额外的权衡。虽然不显着,但再生腿部的蜘蛛平均需要多花3.7天才能蜕皮,而蜕皮是它们为了生长而必须定期进行的。一个有趣的观察是
“尽管蜘蛛似乎表现出再生的代价,但完整蜘蛛和再生蜘蛛之间在蜕皮间隔、大小和质量方面的差异仅在自截后的第一次蜕皮中是真实的。在自截后的第二次蜕皮期间,再生蜘蛛能够通过缩短蜕皮间隔或增加生长来补偿之前的代价。”
看来这些蜘蛛很快就能恢复,将与腿部缺失和再生相关的代价降到仅一次蜕皮。另一个权衡是发育时间和质量之间的权衡。再生导致更长的蜕皮时间或更低的质量,但不会两者兼有。再生是一种引人入胜的现象。选择改进的再生能力是有代价的,但显然对于个体而言,代价并没有超过继续生存和繁殖的好处。我们的新闻编辑不必为这只可怜的蜘蛛的残疾感到担忧。它应该很快就能回到蜘蛛工作岗位上!
Wrinn, K., & Uetz, G. (2007). Impacts of leg loss and regeneration on body condition, growth, and development time in the wolf spider Schizocosa ocreata. Canadian Journal of Zoology, 85 (7), 823-831 DOI: 10.1139/Z07-063