絡新婦蜘蛛是一種來自東亞的物種,正在美國東部蔓延,它們以願意在繁忙的郊區和城市地區建造 3 到 10 英尺的網而聞名。現在研究人員發現,這些蜘蛛之所以能夠容忍城市的喧囂,可能是因為它們天生具有生理上的平衡傾向。
絡新婦蜘蛛(Trichonephila clavata)的身體呈黃黑色,長度超過一英寸,腿跨度可達四英寸,看起來令人生畏。它們很可能在大約十年前搭乘集裝箱從東亞來到美國,並於 2014 年首次在佐治亞州被觀察到。從那時起,它們已經蔓延到其他州,包括北卡羅來納州、南卡羅來納州、田納西州和馬里蘭州,它們的生理機能和原生範圍表明,它們最終將在加拿大北部地區茁壯成長。
新的研究表明,這種蜘蛛冷靜的態度可能有助於它們在東海岸佔據主導地位。根據 8 月 12 日發表在《生理昆蟲學》雜誌上的一篇新論文,與其他蜘蛛物種相比,絡新婦蜘蛛在壓力下能夠保持平穩,儘管心率較高。“它們確實會對它們看到的日常壓力源做出反應,”佐治亞大學的研究科學家安迪·戴維斯說,他是這項研究的負責人。“只是它們能夠應對這種壓力。”
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由於這些蜘蛛與人類共同生活,並且彼此共處——它們有時會建造和居住在公共網中,這相當於蛛形綱動物的公寓樓——戴維斯最初想知道絡新婦蜘蛛是否只是不易感到壓力。為了 выяснить 這一點,他專注於蜘蛛的“心臟”跳動頻率。蜘蛛腹部有一箇中央血管,它的工作方式很像人類的心臟,將類似血液的液體(稱為血淋巴)輸送到全身。當蛛形綱動物感到驚慌時,這個血管會泵送得更快。
為了獲得基線心率,戴維斯首先嚐試在野外為蜘蛛配備心率感測器。但他無法獲得可靠的測量結果。因此,他將蜘蛛帶到他的實驗室,在那裡他為它們搭建了框架,以便它們可以織網並放鬆身心。一旦動物適應了新環境,戴維斯就將水平安裝的顯微鏡對準它們的腹部,在蜘蛛休息時計算可見的心跳次數。
研究人員使用相同的方法研究了 22 只絡新婦蜘蛛,以及 20 只金絲圓蛛(Trichonephila clavipes),這是一種與絡新婦蜘蛛同屬的金絲蛛屬的北美物種。為了進行比較,他們還研究了 19 只黃花園蜘蛛(Argiope aurantia)和 18 只帶狀花園蜘蛛(Argiope trifasciata),這兩種蜘蛛都是織網蜘蛛,但更喜歡不受干擾的環境。
為了給蜘蛛施加壓力,戴維斯的合作者,當時還是本科生的克里斯蒂娜·武,用一片“針林”約束它們,將針穿過蜘蛛的腿之間和腹部上方,使蜘蛛可以扭動,但不能離開原地。“那真是一件事,”武說。她說,絡新婦蜘蛛和圓蛛都很溫順,但花園蜘蛛則奮力反抗。“有好幾次我放走了一些蜘蛛,因為我動作不夠快,”她說。(所有蜘蛛在研究結束後都被放回野外。)
儘管如此,武和戴維斯發現絡新婦蜘蛛並非對壓力免疫。當它們受到約束時,它們的心率會增加一倍,這與圓蛛和帶狀花園蜘蛛的結果沒有什麼不同。(黃花園蜘蛛的心率會增加兩倍。)所有蜘蛛物種的心率在整個約束期間都保持在高位,從未恢復到平靜的靜息心率。然而,與花園蜘蛛相比,絡新婦蜘蛛和金絲圓蛛在 10 分鐘的實驗中,心率的變異性較小:雖然它們的心臟跳動很快,但心率保持在高位且穩定,而不是像兩種花園蜘蛛那樣出現許多峰值和下降。
“總的來說,絡新婦蜘蛛似乎非常冷靜,”武說。“它們不會反擊;它們真的只是泰然處之,我認為這就是為什麼它們在人群周圍表現得更好。它們似乎沒有那麼大的反應,所以它們可以承受更多的壓力。”
這一發現補充了戴維斯實驗室 2023 年的研究,該研究發現,當受到氣流乾擾時,絡新婦蜘蛛會僵住長達一小時,這比其他蜘蛛物種的時間要長得多。在約束和干擾的情況下,絡新婦蜘蛛似乎比其他物種更傾向於等待問題過去,而不是戰鬥或逃跑。
“我們看到一些蜘蛛更耐城市環境,而另一些蜘蛛則不太耐城市環境,因此,如果您可以開始揭示生理或行為差異,這可以幫助我們更多地瞭解物種生態學,”佐治亞州瓦爾多斯塔州立大學的生物學家艾琳·格拉巴奇克說,她沒有參與這項研究,但研究過絡新婦蜘蛛的生態學。格拉巴奇克補充說,研究物種內部的差異會很有趣,她指出戴維斯的研究中,個體蜘蛛似乎有不同的壓力反應。
戴維斯說,為了證實生理機能與生活方式之間的聯絡,研究人員將不得不研究更多的物種。他還想研究獨居的絡新婦蜘蛛與群居的絡新婦蜘蛛。
“如果你是一隻蜘蛛,並且生活在一個充滿日常或每小時壓力源的世界中,你不可能每次遇到壓力源就逃跑,”戴維斯說。“這可能是一種應對所有這些壓力源的方法。”
