本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
我们经常听到关于雄性动物与多只雌性动物交配的情况。然而,许多动物的情况恰恰相反,一只雌性动物追求并与多只雄性动物交配。这种交配系统(多雄制)会导致雄性和雌性之间出现一些非常有趣的动态,因为雄性不断尝试相互竞争,以确保是他们的基因进入下一代。这种竞争可能会以你可能期望的方式发生,比如守护雌性以防止她与其他雄性交配,但它也可能以更不寻常和怪异的形式表现出来。简而言之,如果你能想到雄性可能试图阻止另一雄性的精子到达雌性卵子的方法,那么自然选择可能已经做到了。
例如,一些物种的雄性在交配期间或之后释放化学物质,使雌性对其他雄性不再那么有吸引力。如果这还不够奇怪,少数动物会使用“交配栓”,雄性在交配时将栓塞沉积在雌性体内。然后,这会阻止潜在的竞争对手雄性的精子进入她体内。
我最近读到关于黑寡妇蜘蛛中另一种不寻常的此类行为。这些蜘蛛(以及许多其他蜘蛛)表现出一种奇特的行为,即在求偶雌性时,雄性会拆除雌性蜘蛛网的部分,将其捆起来,甚至用自己的丝包裹起来。他可能会打包多达她所构建的复杂蜘蛛网的一半左右。但是,雄性黑寡妇蜘蛛为什么要这样做呢?
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凯瑟琳·斯科特和她在加拿大西蒙弗雷泽大学的同事最近发表了一篇论文,调查了这个问题。在许多结网蜘蛛中,雌性蜘蛛网含有对雄性有吸引力的信息素。因此,似乎合理的解释是,黑寡妇蜘蛛雄性正在认真地将雌性蜘蛛网整理成捆,以去除吸引其他雄性的诱人气味。即使人类的同等行为可能具有占有欲和控制欲,但在蜘蛛身上却不知何故显得可爱。
为了研究雄性是否确实在移除他们正在求偶的雌性蜘蛛网以阻止未来的追求者,研究人员试图 выяснить 这种行为是否真的使雌性蜘蛛网对其他雄性不再那么有吸引力。
首先,他们从不列颠哥伦比亚省的一个海滩收集了 50 只雌性黑寡妇蜘蛛,并将它们带到实验室。由于这些蜘蛛已经交配,它们随后有了后代,研究人员将这些后代抚养到成熟。这意味着他们可以严格控制新一代蜘蛛的经历,并知道它们在实验者给予它们之前没有任何经验。
然后,允许新一代雌性蜘蛛结网。研究人员取走它们的蜘蛛网,并将每个蜘蛛网放在一个小的网笼中,放回它们母亲所在的海滩上。每个网笼周围都有一个小陷阱,这意味着任何试图访问雌性蜘蛛网的雄性都会在到达之前被抓住。
为了查看雄性拆除蜘蛛网是否会使蜘蛛网的吸引力降低,实验者准备了四种不同类型的蜘蛛网,并将它们放回海滩上。第一种类型只是雌性蜘蛛网,未改动。第二种是雌性蜘蛛网,但其中一半被雄性蜘蛛移除。第三种是雌性蜘蛛网,但其中一半被人为移除。最后,研究人员放置了一些网笼,其中根本没有蜘蛛网。最后一组充当“对照组”,以查看有多少雄性落入这些笼子附近的陷阱,而与蜘蛛网的存在无关。
在接下来的 24 小时内,研究人员收集了陷阱中捕获的雄性。毫不奇怪,未改动的蜘蛛网笼子附近捕获了大量雄性,而空笼子几乎没有捕获到雄性。然而,与完整的蜘蛛网或实验性地被人为减少的蜘蛛网相比,被雄性蜘蛛减少的蜘蛛网周围捕获的雄性要少得多。
这一令人兴奋的发现暗示,使减少后的雌性蜘蛛网对雄性不再那么有吸引力的不仅仅是蜘蛛网的表面积变小。相反,似乎是破坏性的求偶雄性实际上对蜘蛛网做了一些事情,使其不再那么有吸引力。为了探索这种可能性,研究人员随后进行了第二个实验。这个实验与第一个实验类似,不同之处在于,这次放置在笼子里的蜘蛛网要么是完整的蜘蛛网,要么是添加了雄性丝的完整蜘蛛网。研究人员这样做是为了查看是否是雄性丝的添加使蜘蛛网对其他雄性没有吸引力。然而,这一次,在拼命试图到达雌性蜘蛛网的陷阱中捕获的雄性数量上没有差异。
那么,这些发现意味着什么呢?似乎雄性确实会减少雌性蜘蛛网,使其对其他雄性不再那么有吸引力,但它们究竟是如何做到这一点的仍然不清楚。实验表明,仅仅减少表面积或添加雄性自己的丝都不足以阻止其他雄性。
相反,雄性可能选择性地切除雌性蜘蛛网中特别富含信息素的区域,并小心地将它们的丝添加到特定区域。然而,这将需要更多的实验来最终证明这一点。
一个悬而未决的问题是,为什么雌性会容忍雄性的这种行为。你可能会认为,它们既不希望自己的蜘蛛网被来访的雄性破坏,也可能希望将来有更多来访的雄性追求者。我们知道雌性蜘蛛绝对可以掌控自己,因此,蜘蛛网被减少可能对雌性也有好处。也许减少雄性的骚扰使雌性更容易继续进行产卵和抚养后代的工作。
要阅读更多关于这项实验以及其他关于蜘蛛的精彩博文,请参阅凯瑟琳·斯科特的博客
参考文献
Scott, C., Kirk, D., McCann, S., & Gries, G. (2015). Web reduction by courting male black widows renders pheromone-emitting females' webs less attractive to rival males. Animal Behaviour, 107, 71-78.