澳大利亚赤背蜘蛛
雌蜘蛛一边与雄蜘蛛交配,一边将其裹入腹中;雄蜘蛛不但不反抗,还主动送上门当食物。这种奇特的行为并不是今天才为人所知。但是,这种行为的原因一直都未能找到一个合理的解释。
然而,加拿大科学家梅狄安娜·安德雷在学术界享有极高声誉的美国《科学》杂志上刊登了她的研究成果,揭开了这一奇特行为的秘密。
在电影中,蜘蛛从来都不是讨人喜欢的角色。要么相貌丑陋,张牙舞爪地挥着八只脚,挂着陈腐的网,从天而降,惹得胆小的女主角连连尖叫;要么凶残至极,仅靠几滴毒液就杀人于无形之中。想象着它们张着毛茸茸的节肢,悄无声息地躲在某个角落里,好似恶棍一样移动,不少人的汗毛都要竖起来了。
可在美女梅狄安娜·安德雷的实验室里却养满了各种各样的蜘蛛。蜘蛛只吃活物,为了养活蜘蛛一家老小,安德雷每周要给它们运来2000多只蟋蟀。没食物吃时,蜘蛛也会同类相残、吞下同类,为了避免它们相互残杀,梅狄安娜还得给每位蜘蛛都配上一个小笼子。
作为与蜘蛛打交道的人,安德雷每天都生活在蜘蛛的王国里,用它们做各种各样的交配实验,当然最令她高兴的事,就是看着小蜘蛛破卵而出。
见证蜘蛛绝恋的秘密
安德雷白天休息,夜晚出动,从早上十点钟工作到第二天凌晨两三点。她在泥土地里匍匐着找寻蜘蛛网,像个传记作家,与她的蜘蛛传主相处。她知道一号雌蛛的窝在哪,二号雌蛛有几个卵囊,哪只雄蛛终于找到意中人,哪只还是光棍一个。
要命的是,赤背蜘蛛体型小,要观察它们的一举一动,得紧贴地面正对蛛网。要是不小心被咬了,剧毒会进入体内,中招者肌肉紧缩,疼痛难忍,冷汗不止,重可致命。
安德雷坚信所有的冒险都是值得的,只要她能解开这一进化谜题:为什么雄蜘蛛甘愿牺牲自己?她用颜料标记雄赤背蛛,看它们怎么找到雌蛛的网,却发现大部分雄蛛在找到另一半之前就离开了这个世界。
像其它种类的雄蛛一样,它们成熟后就不吃不喝,只能靠之前储存的能量过活,根本经不起长途跋涉的折磨。瘦小的赤背雄蛛呆在自己的网内倒也挺威风,一旦远离避风港,蚂蚁都敌不过。最终,只有20%的雄蛛能成功到达雌蛛的蜘蛛网———安德雷相信:正是因为机会来之不易,为了后代繁衍,雄蛛才甘愿献出自己的生命。
当雄赤背蜘蛛将输精器官插入雌蜘蛛体内时,会以前肢为支点倒立,让身体悬挂在雌蛛嘴边。它一边注入精液时,比它身体大200倍的雌蛛一边开始咀嚼它的尾部。更奇妙的是,雄蛛有逃命的机会。它有两个交配器官,其中一个输精完毕后,可以虎口逃生,捡回一命。但是在20分钟内,雄蛛通常会重返雌蛛网,进行第二次交配,这一次,雌蛛再也不会嘴下留情。
那为什么雄蛛要采取自杀式奉献呢?留得青山在,不愁没柴烧啊?由于雌性赤背蜘蛛将精子储存在特殊的器官里,安德雷将该器官取下,想通过实验手段干预赤背蛛的交配时长。
在显微镜的帮助下,安德雷用切片数出交配后雌蛛接收到的精子数,发现交配时长与输送的精子数密切相关——与雌蛛进行两次交配的雄蛛,比起只交配一次的雄蛛要多输送1000多条精子。原来,为了这1000多条精子,为了整个种族的延续,雄性蜘蛛不惜献出自己的生命——这对羸弱的雄蛛而言是最划 算的选择,因为,它不能保证有力气会活着找到另一只雌蛛交配。
研究蜘蛛,研究生命
研究赤背蜘蛛的交配行为带给安德雷的不仅是功成名就,还有对生命及进化的深刻理解。
“物竞天择,适者生存”,达尔文的进化论演变成的格言挂在每个得意或失意的人口中,却鲜有人懂得背后的牺牲与隐忍。在安德雷看来,整个进化历程就是繁衍与死亡书写的历史,两大主题在赤背蛛“雄性献祭”的行为中体现得淋漓尽致。
安德雷经常问自己,要是雄性赤背蜘蛛有意识,将自己伸进雌蛛口中的时候,究竟在想什么?
也许很简单,它想:“很好,一切都按计划来吧。”
类似无意识的个体类似机械地重复着同样的奉献,却构成了绝对的生命长河。安德雷觉得自己的使命就是探求背后的进化机制,就像她接受电视采访时说的那样:“学习,观察及理解我们这个错综复杂的世界是件美妙的事情。”
野地考察很辛苦,有时一呆就是几个月,但她常对学生说:“科学研究是一项严肃而又艰苦的工作,但你要在工作中寻找乐趣。”
她就是这么个苦中作乐的人,当她与同是研究蜘蛛的丈夫结婚时,蜜月旅行竟是野地考察。
现在安德雷在加拿大的多伦多大学任教,大部分时间呆在实验室里,与数不清的蜘蛛为伴。看着小蜘蛛像一团棉球破卵而出,朋友都说恶心,她却很喜欢。
她再也不是当初那个见到蜘蛛吓得大呼小叫的女孩了。从胆小鬼到蜘蛛女王,安德雷走过了一条不平凡的道路,路上留下了她对未知世界的执着探索。
赤背雄蛛的小诡计
雌性赤背蛛常在蜘蛛网上释放一些化学物质吸引雄蛛,后者登堂入室后,担心竞争者半途现身搅局,先忙的事不是与雌蛛交配,而是破坏雌蛛网上化学物质浓烈的部分。雌蛛不乐意了,那可是她的大本营,吃喝拉撒都离不开。于是,雄蛛求爱时,雌蛛一边应付着,一边忙着补它的网。
更令人叫绝的是,雄性赤背蛛能自行决定发育进程。它能从周围的环境中感受到附近有没有异性和情敌。如果雌蛛很多,而竞争者很少,它不着急长大。一般雄蛛需要10-15天实现性成熟,但要是情况危急,雌蛛要被情敌抢走了,它10天内迅速早熟。
夏威夷考爱岛海岸附近拍摄到了一只“驼背”鲸鱼
科学网(kexue.com)讯 2月12日消息,近日,夏威夷考爱岛海岸附近拍摄到了一只“驼背”鲸鱼的图片,科学家猜测它脊柱弯曲,称之为“驼背”鲸。
一般来讲,鲸鱼长约50尺(约15米),但图片上的这头鲸鱼比平均长度,要短上几尺。起初,人们认为这条鲸鱼因撞击船只,造成脊柱变形。
国家海洋大气局(National Oceanic and Atmospheric Administration)的海洋哺乳动物反应协调员David Schofield称,这看上去更像是脊柱侧凸,或者是脊椎弯曲。它们并不是卡通动物,不会因为撞伤而致畸,就算是撞伤,尾鳍也不会保持这种状态。
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14岁的白色短毛流浪猫因为外表酷似伏地魔而无人敢于收养
Charlie常与其他动物发生冲突,只能单独住在它的房子里,这一点与伏地魔很相似
科学网(kexue.com)讯 2月12日消息,哈利波特中的反面角色伏地魔令人害怕。近日,英国一只14岁的白色短毛流浪猫因为外表酷似伏地魔(Lord Voldemort)而无人敢于收养。
据国外媒体报道,这只名为Charlie的猫咪因为得了皮肤癌而不得不接受手术,切除了两只耳朵和部分鼻子,它怪异的外表和诡谲的目光吓退了不少宠物爱好者。
目前,位于汉普郡南安普敦的动物慈善机构“蓝十字”的工作人员正在千方百计为它寻找新主人。据工作人员介绍,从哈里·波特的粉丝中为Charlie找到新主人的希望是最大的。据科学网(kexue.com)了解,Charlie常与其他动物发生冲突,只能单独住在它的房子里,这一点与伏地魔很相似。这或许是巧合,不过哈里波特迷们或许会有对此敢兴趣的。
工作人员表示,Charlie对人很友好,此前也曾经被收养过。它的听力和嗅觉十分灵敏,可以说它完全是一只顽皮可爱的、渴望重新得到人类眷顾的小宠物。
目前,蓝十字组织的工作人员迫切希望Charlie,能在那些真正理解"美丽并不仅仅是外表"的人群中找到它的新主人。
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近日,科学家发现长臂猿用来相互交流的歌声中存在着地方口音,长臂猿是仅次于大猩猩的最接近人类的物种。
黑冠长臂猿,仅次于大猩猩的最接近人类的物种
这种小猩猩(亚属长臂猿)发现于越南、老挝、柬埔寨和中国南部,这种长臂猿以其种群特异的歌声来沟通交流、确定领地以及吸引配偶。来自哥廷根德 国灵长类动物研究中心的研究人员已经发现这些歌声的结构、基因都与它们栖息的地区有着密切的关系,从而可以解答了一些有关灵长类物种进化和迁徙的问题。
进化论生物学家范玉霆(Van Ngoc Thinh)在一次新闻发布会上解释说:“每一只长臂猿都有它自己特异的歌声,但是,和人类一样,在同一地区的长臂猿的歌声有地区相似性。”
这项发表在英国医学委员会《进化生物学》期刊上的研究集中研究了6种冠长臂猿的歌声结构,特别注意了其中最接近的4种。研究记录了来自24个不同地区、92支猿群的400多只雄性和雌性长臂猿的歌声。
研究称,长臂猿的歌声结构表现出一个明显的适应性改变,增强了远距离传播能力,这意味着它们已经适应了在亚洲森林中的生活环境。用慢速调制的单频带播放这些歌声,产生的声音听起来更像热带雨林的鸟叫声。
虽然在这些歌声结构中有很多相似之处,但就个体嗓音而言,仍会存在许多差异。通过利用物种基因学对53种不同的声音进行比对分析,科学家发现其 中有4种歌声最为相似,而发出这4种歌声的长臂猿物种有着最相近的DNA,相互关系也最为亲近。同时科学家还发现来自最南边地区的长臂猿比那些在较北边越南和中国的长臂猿更相近,这就表明长臂猿的发源地在较为北边的地区,普遍向南迁徙。
通过这些研究,科学家推断出其它灵长类的歌声和叫声可能也会有地区差异,因此,这些研究成果可以更广泛的用于识别物种关系以及确定它们的迁徙经历。
科学分析,跳蚤可以跳跃到自身长度100倍的高空中
科学网(kexue.com)讯 2月12日消息,跳蚤一直是人们讨厌的生物,它们会跳到你的身上令你感到痛痒,也会骚扰你的宠物猫或狗。这些可恶的跳蚤之所以能"侵犯"到你的身体,是由于它们出色的弹跳能力。据科学分析,跳蚤可以跳跃到自身长度100倍的高空中。那么,跳蚤的弹跳力为何会如此之高?近日,剑桥大学的科学家们通过研究试验,揭开了跳蚤的跳跃之谜。
据国外媒体报道,早前的研究针对的是跳蚤的腿部性能。科学家们通过使用高速摄影装置抓拍到了跳蚤运用腿部跳上家庭宠物身上的全过程。当时已经发现了跳蚤蓄力时,腿部像是弹簧往外拉一样。当跳跃力量足够时,腿部会像弹簧一样弹射出去,将它们送入空中。但是之前的研究并未区分出,跳蚤到底是依靠足尖还是膝盖进行跳跃的?然而,最新的研究为呈现了这个问题的答案。
马尔科姆(Malcolm Burrows)教授表示,这项研究耗时数年,最终发现了跳蚤超高弹跳力的秘密。跳蚤们通过足尖蹬地的方式,让大腿形成了一个弹弓型结构。这种跳跃方式与大多数昆虫相差甚远,仅有蟋蟀等一些长腿昆虫会用这种方式进行跳跃。当跳蚤需跳往极限高度时,它们会让足尖用力与地面接触,使自身的腿部能构成一个简单的杠杆系统。这样能达到最强的跳跃力度。
马尔科姆教授与同事萨顿(Gregory Sutton)博士合作,将豪猪身上的10只跳蚤的51次跳跃镜头拍成了短片。萨顿博士说:"它们的体型要比蚂蚱小很多,这就增加了拍摄的难度。而且其他昆虫在黑暗中不会移动,只在光线良好时,才会跳跃移动。"
研究显示,大部分昆虫在跳跃时只有足尖和膝盖两部分接触到了地面,但是跳蚤跳跃时只有足尖接触到地面。当昆虫的大腿不再向下弯曲的时候,它们便会喷向空中。那些使用膝盖跳跃的昆虫与同时使用膝盖和足尖的昆虫的跳跃方式如出一辙。该项研究被刊登在了最新的生物实验杂志(Experimental Biology)上。
科学家们在电子显微镜下发现,跳蚤的腿在处于极致紧压状态时,它的胫骨和足尖都成绷紧的态势。相反,膝盖却毫无用力的反应。这就证实了跳蚤下压蓄力确是依靠胫骨和足尖。为了方便获取数据,科学家们还建立了跳蚤的数据模型。虽然该研究只对豪猪身上的跳蚤进行了观察,但是跳蚤的跳跃方式都是一样的,所以并无落差。
据科学网(kexue.com)了解,大部分家庭里的跳蚤都寄居在猫狗身上,这种跳蚤会咬人,但是并不会在人身上进行繁殖。3毫米长的跳蚤会将它们的椭圆形卵产在了猫狗身上。由于这些卵在猫狗身上容易脱落,所以它们常常会将卵放在猫狗睡觉的毛毯上。这些跳蚤幼年常不见光,它们以毛毯边上的猫血为食。一旦成年后便摆脱虫茧,寻找可寄居的宿主。一般跳蚤的生命周期只有区区30天。
另外,如此小的跳蚤起跳速度也令人惊叹,它的跳跃初始速度约为3.82km/h(3mph),最高速度大概能达到6.8km/h(4.3mph)。
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在光合作用过程中,植物从阳光得到能量,首先将它转换成电能,继而转换成稳定的化学能。现在,以色列特拉维夫大学的科学家发现动物王国的成员亚洲大黄蜂,也有收集太阳能并将其转换成电能的能力;而长在它腰间的褐色和黄色的环就是它的太阳能“电池板”。
昆虫学家先前就注意到,亚洲大黄蜂与蜜蜂和其他黄蜂品种习性有所不同,它们的活跃期不在早晨太阳升起时,而是在午后;而且越是阳光特别强烈的时 段,大黄蜂越显得异常活跃。它们的活动数据送到实验室,特拉维夫大学团队研究了天气条件,包括温度、湿度和太阳射线这些因素,如何影响大黄蜂的行为。结果 发现只有紫外线辐射与大黄蜂活动的变化有密切的关联。
进一步研究揭示,大黄蜂腹部褐色和黄色的环状外骨骼有光伏发电的作用,能吸收太阳光发出电来,这在动物界是十分罕见的。
科学家们确定,大黄蜂腹部外骨骼的褐色斑纹上有凹痕,引导光线进入,并将其散射成分立的细小光束,只有1%的光线能反射出去。而外骨骼的黄色斑纹是缀有微孔的凹槽,它包含一种叫做黄蝶呤的色素。凹痕、微孔凹槽和黄蝶呤共同作用,将光转换成电能。
研究团队成员、物理和天文学院的戴维·伯格曼教授指出,“活的生物能够完成这样一件事,实在很有趣。大黄蜂的本领可能是我们尚不知晓的事物。”
他们还发现了亚洲大黄蜂一些独特的能源处理方式。它的身体中有一个发育良好、类似空调和电冰箱里的热邦浦系统,使大黄蜂即使在阳光直晒下,也能 保持体温比外界温度略低。另外,亚洲大黄蜂还掌握着精心操练的声音信号,使蜂群在其巢穴内——这里是完全黑暗的——也能维持特别精准的秩序。伯格曼教授解 释,这些都是不容易做到的。
在和该学院萨克勒医学院的雅格布·艾沙伊教授合作下,伯格曼和他的博士生普罗特金有一个真正跨学科的研究计划,来解释大黄蜂腹部“太阳能电池” 的生物学过程。团队曾尝试仿效大黄蜂的身体结构,复制亚洲大黄蜂收集太阳能的方法,但远远达不到同样的能源收集效率。未来的计划是优化模型,看这个“生物 模仿”能否提供线索,导致新奇的可再生能源解决方案。
他们的研究最近发表在德国《自然科学》杂志中。(小云)