對於一些雄性蜘蛛來說,愛是完全吞噬一切的。在一種被稱為性食同類的可怕行為中,許多蜘蛛物種的雌性會在繁殖後吞食它們的配偶,要麼是為了生存,要麼是為了保持它們的繁殖選擇。
雌性蜘蛛通常比雄性蜘蛛大得多,因此具有強大的身體優勢。但週一發表在《當代生物學》上的新研究表明,許多看似實力懸殊的雄性並非完全無助。由於前腿關節中儲存的能量,一種名為高突圓蛛的步足蜘蛛雄性可以在瞬間將自己彈射離開貪婪的配偶。“當我第一次在野外觀察到這種彈射行為時,我就知道我發現了一些特別的東西,這基於我13年來對蜘蛛性行為的研究,”該研究的主要作者、中國湖北大學的行為生態學家張世昌說。
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這些步足蜘蛛共同生活在公寓式建築群中,這些建築群由許多相互連線的網組成,可以容納200多隻個體。由於有如此多的長腿單身漢四處遊蕩,雌性可以負擔得起吞食一些——因此為了避免成為交配後的零食,雄性蜘蛛必須在繁殖後立即逃跑。研究人員發現,在交配行為本身期間,雄性蜘蛛將前腿摺疊在雌性身上。交配後立即,它們伸直腿,利用沿脛骨-跗骨關節積聚的液壓將自己像彈簧一樣彈射出去。
蜘蛛將自己從配偶身上彈射出去的速度太快了,普通相機無法捕捉到這種行為。因此,研究人員使用北京一家廣告公司的特殊高速攝像機拍攝了交配的蜘蛛。科學家以每秒 1,500 幀的速度分解了戲劇性的逃脫,計算出這些雄性蜘蛛的移動速度。這些蜘蛛平均只有大約三毫米長,它們的發射速度接近每秒 88 釐米。“想象一下一個身高 1.8 米的男人在一秒鐘內將自己彈射 530 米,”張說。“這就是這些雄性蜘蛛所做的。”當這些雜技蜘蛛翱翔時,它們也會像八條腿的陀螺一樣旋轉,平均每秒旋轉近 175 次。
雄性蜘蛛在慢動作交配過程中跳離雌性。 來源:張世昌(CC BY-SA)
在最初記錄的 155 對步足蜘蛛中,有 152 只雄性成功彈射。所有跳躍者都在性接觸中倖存下來,但未能跳躍的三隻則立即被吃掉。
為了證實雄性蜘蛛的跳躍能力是否真的是生死攸關的問題,研究人員使用細刷將幾隻雄性蜘蛛粘在它們的配偶身上,限制了它們的彈射能力。所有這些蜘蛛都被吃掉了。
令人驚訝的是,逃脫的雄性實際上會回到它們的同類相食的配偶身邊。在交配過程中,它們會將一條絲綢“安全繩”固定在它們的伴侶身上。在它們彈射後,它們會沿著這條繩索爬回與她再次交配。它們可以重複這個迴圈最多六次。
雄性蜘蛛在正常速度交配過程中跳離雌性。 來源:張世昌(CC BY-SA)
不斷回到一個有殺人傾向的伴侶身邊似乎很魯莽,但雄性蜘蛛的天性是確保它們用自己的遺傳資訊使雌性蜘蛛受精。只要它們可以彈射到安全地帶,它們就會一次又一次地嘗試交配。
雖然從人類的角度來看性食同類似乎很可怕,但根據在阿德菲大學研究蜘蛛性食同類的生物學家馬蒂亞斯·福爾默的說法,這種行為在進化上是有道理的。在大多數蜘蛛物種中,雄性除了精子外,對下一代沒有任何貢獻。“從雌性的角度來看,她為什麼不吃掉他呢?”福爾默說,他沒有參與這項新研究。“如果你這樣想,實際上它並不更突出,這令人驚訝。”
這項新研究的研究人員假設,雄性步足蜘蛛的壯觀逃脫可能有利於雌性,在基因選擇方面,透過幫助確定不同雄性的健康狀況。無法彈射的雄性蜘蛛基本上被基因庫吞噬,而能夠彈射的雄性蜘蛛在它們返回再次交配時可能對雌性更具吸引力。
福爾默說,這項研究說明了同類相食如何引發兩性之間的進化軍備競賽。由於研究人員記錄的高逃生率,彈射似乎已將天平向雄性傾斜。“雄性現在肯定在軍備競賽中佔據上風,因為它們避免了被同類相食,”他說。但蜘蛛性別的戰鬥遠未結束。“可能會,”福爾默補充說,“出現一種突變,使雌性更快或更擅長抓住雄性。”
本文的一個版本,標題為“蜘蛛發射”,已改編用於 2022 年 7 月號的《大眾科學》。
