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大家好!我是来自中国科学院动物研究所的林业杰,今天给大家分享一下我与蜘蛛的点点滴滴。
我先问一下大家,大家害怕蜘蛛吗?看来大家的回答都五花八门,那我也来讲一下我是怎么喜欢上蜘蛛的。
我小时候家里也没什么可玩的,家人就会带我到山上抓蜘蛛,并把所有蜘蛛装到了一个瓶子里。当然,我这瓶子里面还有别的昆虫,比方说毛毛虫、甲虫之类。但是我发现最后只有蜘蛛能活下来,所以我就产生了兴趣,为什么蜘蛛的生命力这么顽强?
然后到了初中,我养了我的第一只宠物捕鸟蛛。就是照片中这个蜘蛛,大家可以看照片下角的拍摄日期是2008年。它是智利红玫瑰,养这个蜘蛛的时候都会有炫耀心,我就发到百度贴吧给那些网友们看。
网友们就以为我很懂蜘蛛,就让我来鉴定蜘蛛。当然其实我也不懂,但是泼出去的水,我还是要收回来的。所以就自己查阅资料、看文献,装作能鉴定它们的样子。
这张照片里的蜘蛛就是我鉴定的第一只蜘蛛,现在我知道了它叫什么名字,是拟环纹豹蛛,但是我当时鉴定错了。总之,我就这么逐渐地爱上了蜘蛛。
等到了大学,我就自费买了一台显微镜,并发表了自己的第一个蜘蛛新种“锯齿扁蛛”。其实这就是我在校园里抓到的蜘蛛。这个蜘蛛也算是为我打开了研究蜘蛛的大门,让我很有成就感,从此以后就走上了研究蜘蛛的道路。
如何定义一只蜘蛛?
下面我们再来探讨一个问题,怎么定义蜘蛛?蜘蛛不属于昆虫,蜘蛛具有8条腿,身体分为头胸部和腹部2个部分,还有能够纺丝、有螯牙等等特征。
这个海南捕鸟蛛是不是看似像是5对腿呢?但其实最前面那条腿叫做触肢,它的作用类似于昆虫的触角,能感受到气温变化和一些微小的振动,也可以用来捕食。其实它也相当于一个勺子,蜘蛛捕食的时候会用这个把握住猎物,当做方便它吮吸猎物的一种工具。
这是锯毛热平蛛,生活在海南沙滩上。它最前面一对“腿”也就是触肢,不容易看见,其实是它退化掉了。目前来说,比较先进一点的蜘蛛触肢都会变小,比较原始的蜘蛛的触肢就会很大。
现在我来讲讲它其余大家所不熟知的特征。
请问同学们知道蜘蛛是拿什么纺丝的吗?它们的纺丝部位在哪里?就是它的屁股。下面给大家看我拍摄的照片。
左边这张图就是蜘蛛的纺丝器官,叫纺器。右边是纺器末端的电子显微镜照片。纺器的末端是由一个一个小小的纺管聚合而成的,每一个纺管都会纺出一根很小很小的丝,这些丝聚集在一起,就形成了当我们在树林里奔跑时会糊我们一脸的蜘蛛丝。蜘蛛丝如此坚韧也是有这个原因,可以想象一下,当我们把很多绳子拧在一起时,它的强韧度就会明显地增大,蜘蛛丝也是这样的。
同学们要注意我的措词,刚才我说所有蜘蛛都会纺丝,但我从来没有说过所有的蜘蛛都会结网。那是因为有些蜘蛛其实是不结网的。
棒毛络新妇这个蜘蛛就是典型的结网蜘蛛。大家在公园里玩的时候可以去看树尖结的那种金色蛛网,蛛网中的蜘蛛就是棒毛络新妇。它的丝是金色的,这也是它的一个识别特征。
这个跳蛛就是那个很可爱的蜘蛛Lucas(卢卡斯)的原型,这是非常典型的游猎蜘蛛。这种蜘蛛的眼睛很大,能看到30厘米外的物体,所以我们在它面前晃晃手,这个跳蛛会跟着你手移动,非常有意思。
除了这两类蜘蛛,还有一种蜘蛛我们叫占座型蜘蛛。当然这个占座不是在公共场合的不文明行为,这个占座指的是挖洞。占座型蜘蛛会挖一个洞穴,然后几乎终生就生活在洞穴里了。
由于它这种比较宅的特性,它的脑比结网类型和游猎类型的蜘蛛要小,简单来说就是占座型蜘蛛更笨。可能是因为它所在的环境很稳定,所以它们躲避天敌、处理环境变化的应变能力比较低,这也是“生于忧患,笨于安乐”了。所以大家一定要多出去走走,多出去看看,免得成为一只占座型蜘蛛。
说完了纺器,我们再来说说蜘蛛的螯牙。蜘蛛都有毒吗?或者我们是怎么知道有些蜘蛛是无毒的呢?
我们先来看两个蜘蛛,大家猜一下这两个蜘蛛毒性大吗,或者它们有毒吗?
科学研究是要讲证据的,我们来找一下证据。我让我的同事拍摄了这两种蜘蛛螯牙的电子显微镜照片。上面的就是红平甲蛛,可以看到这个牙的末端有一个小孔,这就是它的毒腺开口。当它捕捉到猎物的时候,会用这个小孔注入毒液,让猎物瘫痪。
大家再看一下这个中华涡蛛,它在中国分布。能看到它的毒腺开孔吗?没看到,这就对了。它没有毒腺开孔,所以中华涡蛛是一种完全没有毒的蜘蛛。它所代表的妩蛛科也是没有毒的蜘蛛。
这种无毒的蜘蛛是怎么捕食的呢?我给大家看一个实例,这是一个妩蛛的代表,叫拟东方长妩蛛。图片下面有一个白色的小小的圆球状物,那个就是它正在捕猎的猎物。这个蜘蛛的捕猎方式是拿丝缠住猎物,然后让猎物窒息而死。它捕猎一个猎物时所需要的丝线长度大约是100米,就是把这个小球里面的丝线展开有100多米长,是非常非常惊人的。
当然这个蜘蛛的拟态也非常好,看前面那张图,大家可能会觉得这是一根树枝。再看这张图,就会发现它还是有步足的。它是比较有意思的一类蜘蛛,在南方分布,以后大家去南方旅游的时候可以仔细找一找,它会在树枝之间结一个网。
再说回蜘蛛的毒性,大家想不想知道蜘蛛的毒性大小?我先讲两个故事吧。
第一个是我自己的故事。这个是潮盗蛛,我在海南采集的时候,曾经被这类蜘蛛咬过。当时被咬的是无名指的指肚,我大约疼痛了5分钟,并且有些肿胀感,然后就没有任何的事情了。起码它比蚊子咬的能够轻一点,毕竟我昨天咬的蚊子包今天还在呢。
第二个故事要从右边的中国产的“黑寡妇”说起了。中国其实是有“黑寡妇”的,而且有两种,第一个就是华美寇蛛,它分布在海南、云南等地,第二个是间斑寇蛛,分布在新疆。
这个华美寇蛛是朱明生老师发现的,他是研究中国蜘蛛的泰斗。我的老师给我讲述过朱老师发现这种蜘蛛的场景。当时朱老师发现有一对“黑寡妇”正在石头下面,他先抓住了雌性,发现雄性要跑。他左手拿着工具,右手拿着雌性,也没办法抓。他学习法布尔那样,把雌性丢到了嘴里含住,然后紧接着用手抓住了雄性。那个雌性就在他的嘴里又蹦又跳,最后咬住了他的舌头。即便如此,他也只是疼痛了几天,并无大碍。
事实上,针对“黑寡妇”蜘蛛的疫苗目前已经开发出来了,地球上已经约有30多年没有过致死的记录了。其实蜘蛛对人的伤害非常非常小的,当然有些时候蛛毒会产生比较严重的过敏反应,所以大家还是避免被咬比较好。观察蜘蛛的时候,最好是用一个容器装着,不要直接用手来触碰到它。
大家可以数数这里面一共有多少种蜘蛛,多少种眼睛,答案是5种,眼睛数量从左往右分别是“0、2、4、6、8”。我在刚研究蜘蛛的时候也会有一个误解,以为所有蜘蛛都有8只眼睛,其实不是的。蜘蛛的眼睛个数是不定的,它会根据生活环境以及它所归属的种类而变化。这些蜘蛛在中国都有分布,并且分布在不同的地区,它们也都是我采集过或者发表过的。
痛并快乐着的野外采集
下面这个就是我的工位。
它很简陋,只有显微镜、文献和标本。
分类学其实是一门门槛很低的学科。我在小学时候就有了第一台显微镜,我妈妈买给我的,用那个显微镜我观察了我家周围的土壤、水等一系列的东西。其实国外很多的分类学家都是自己单打独斗的,是独立研究者。所以对蜘蛛分类感兴趣或者对其余分类感兴趣的同学们,完全可以买一个显微镜,基本上你就可以入门分类学。
研究蜘蛛一般分为3个步骤就是采集、鉴定还有最后的发表,也就是得出成果。
我先来说说采集。采集蜘蛛和别的类群类似,它是需要找一种特殊的栖息环境,因为蜘蛛的迁徙能力较弱,它是通过飞航进行迁徙的,就是屁股上蹦出来几根丝,然后通过丝荡来荡去最后飞到空中。所以想找到蜘蛛,就要找到相对应的环境。
上图的蜘蛛叫家祥潮蛛,说到这个“潮”字,大家能想到什么?这个蜘蛛是生活在海边的潮间带上的,也就是说有礁石的区域。它在涨潮的时候会被海水浸没,它躲在海水中来躲避敌害。这个蜘蛛身上毛茸茸的,相当于一个涂层,能让它在海水之中防水,同时储存空气。等到落潮的时候,这个蜘蛛又会跑出来捕食。
发现这个蜘蛛的时候我非常地激动,因为中国以前从来没有记录过这个蜘蛛。当时我的朋友在海南偶然拍摄到一段视频,我一看,这不是只有东南亚才有分布的潮蛛嘛。当时我猜测这种蜘蛛在中国可能也有分布,他的这个视频证实了我的观点。
于是我当场就买了机票,第二天就飞了过去,采集到了这个蜘蛛,并且我经过鉴定发现它竟然是一个新种。于是就以当时开车载我的司机吴家祥命名,成了家祥潮蛛。大家如果有机会跑到海南,记得一定要到三亚的潮间带上,在晚上就能见到到处都有这种蜘蛛在爬,数量很大。
这个蜘蛛叫杨任雷文蛛,它是在洞穴里生活的。中国有非常丰富的喀斯特地貌地区,因此有非常丰富多样的洞穴生物。
这个蜘蛛是我在一个洞穴里发现的,这个洞穴被当地的居民封起来当做酒窖。这个铁栅栏我没法进去,就找了当地的村民,跟他说:“我想去你家酒窖采集蜘蛛。”一般人听起来就会很奇怪,于是我就给他看我身份证上的名字,让他用搜我的名字。于是他就搜了搜,发现我真的是研究蜘蛛的,就放我进去了。
我在他的酒窖里就发现这种杨任雷文蛛。大家可能奇怪,为什么它叫杨任呢?杨任是《封神榜》中一个用手代眼的神话人物,他的眼睛上长了一只手,和这个蜘蛛一样。这种蜘蛛它也是用腿来感受周围环境的,所以我才把它命名为杨任雷文蛛。
这个就是我采集时候的照片,非常狼狈,但只有这样才能采集到自己想要的蜘蛛。所以野外采集对我来说算是一个痛并快乐着的故事。
分类就是寻找稳定的不同
采集完后的标本,就是鉴定了。所谓的鉴定就是对比标本和文献,来确定它们是不是同一个物种。
大家可以看这种蜘蛛,左边是文献图,右边是我自己拍摄的模式标本照片。所谓的模式标本,就是作者在发表此物种时指定的一个代表这个物种的标本。大家可以看到这两张照片是不是完全不同。
这就是时代的局限性,分类学也在逐渐革新,未来它会用更加清晰或者更加客观的方式来呈现这个物种。
如果鉴定是新种的话,那就进入到发表环节。这个就是我所发表的新物种,大家猜这里面是几种呢?事实上这也涉及到蜘蛛鉴定的一个非常重要的特征。常见的蜘蛛鉴定能够通过外观鉴定到种,但是一些不太常见的蜘蛛必须要解剖鉴定。
这其实是两种,左面是我发表的抚顺并齿蛛,右边是桦甸并齿蛛。大家发现这两种外观上特别一样,其实我当时采集到这个标本的时候也一直以为是一种,直到解剖才真相大白。
大家可以找一下不同,左边是抚顺并齿蛛,右边是桦甸并齿蛛,是不是还是有些不同。所以分类学就是这样的,本质上就是要找稳定的不同。这种并齿蛛也给我上了一课,在科学研究中千万不能犯懒,要一步一个脚印,每一个都要解剖一遍才能发现它们的不同或者独特之处。
如果分类鉴定是新种的话,下面就要发表了。上图是发表一个蜘蛛所要测量的各种数据,都非常繁琐。实际上这只是一个相对基本的数据,因为根据类群的不同,我们测量的数据也会不同,比如有些蜘蛛我们还要数毛。比方说一条腿上有20多根毛、40多根刺,我全都要数一遍,而且每一条腿都要数一遍。这就是一个很庞大的数据量,即使是热爱蜘蛛的我也是非常非常烦。
那为什么我们要数这些?其实我也不知道,这算是一种老祖宗的传统吧。刚开展蜘蛛分类是19世纪,那时候他们就这么数了,这个传统一直延续了下来,现在我们也必须要数。我很期待在未来革新一下,让数这些东西的事情都变得更加简单化,比如说用现在的机器学习,毕竟有谁想在显微镜前数蜘蛛的腿毛数一天呢?
当然除了测量数据之外,我们还需要绘图。上面是拍摄照片,下面就是我同事绘制的蜘蛛的解剖学特征图片,是不是基本上一模一样。这个就是科学绘图了,一些蜘蛛的特征比较难看到,因此就需要用手绘图的方式来表现。这个图最右下角的那个线是它里面的管道走向。
为蜘蛛命名的n种方式
下面这些就是我所发表过的蜘蛛,一共是141种。
每一种蜘蛛都承载着我的特殊的回忆,相当于是我的一个孩子。大家可以理解为我已经有了141个孩子,我再给大家说几个特别的例子吧。
我先说说最大的一个吧,这个是齐硕缨毛蛛,它大约有一个手掌大小,非常非常大,会吃蜥蜴。它是分布在广东的一种捕鸟蛛,中国其实是有捕鸟蛛的,而且数量不少,有30种,未来可能会发现更多。
当然有最大就有最小的,就是这个深圳加坡蛛,体长只有1毫米,大概就是笔尖的宽度。研究它需要非常细微的解剖鉴定,非常不容易的。这也代表了蜘蛛的多样性。
当然有最大、最小,下面就可能有最美、最丑了吧。但是对我来说,没有最丑的蜘蛛,因为我觉得蜘蛛各有各的特点,我就给大家看一下最美的蜘蛛吧。
这是我发表的最好看的蜘蛛了,先导板蟹蛛,左边是雌性、而右边是雄性。这俩差异非常大,我们称之为性二型,也就是说雌雄的形态不同。
这些是我发表的比较有趣的蜘蛛,当然蜘蛛的发表还需要命名,毕竟一个新物种天生是没有名字的,你要给它一个名字。
比如说我最得意的命名叫如来延斑蛛,这一类蜘蛛是孑遗类群,可以理解为是蜘蛛中的大熊猫,只有在中国和美国有分布。它的分布地是从西安到西藏,非常完美地匹配了《西游记》中唐僧西天取经的出发点和结束的地方,于是我就把这类蜘蛛全命名成了《西游记》中的人物。我放如来是因为我只有如来延斑蛛的照片,除此之外还有悟空、八戒、沙僧一系列的蜘蛛,比较有趣。
而且我采集这个蜘蛛的时候也经历了“九九八十一难”,比如说我在西藏被熊追过,不过最后我跑过了它,要不然你们也不能看见我了。在四川我也遇上了泥石流,当然我也没有被埋。在云南采集的时候,我遇到了地震,我一下火车就开始震,我还和同行的人说:“你们不要抖腿,这个习惯不好。”他们说:“我们没有抖腿。”然后我才明白原来是地震了。所以这蜘蛛对我也是有着特别的意义。
大家有没有看过《水浒传》,那知道“及时雨”宋江和“小李广”花荣吗?其实蜘蛛中也有及时雨宋江和小李广花荣,它们都是我命名的蜘蛛新种。当时我发表有37个新种的文章,我对命名非常苦恼,隔壁实验室的老师就跟我说:“你可以用《水浒传》来命名啊。”
小李广花荣是分布在越南的,大家可能见不到,但是及时雨宋江在国内是有分布的,在南方非常广布,大家有兴趣可以找一找。我觉得,外国人用拉丁文来命名,中国人用汉语拼音来命名,这也非常合理吧。
除此之外,我还喜欢用一些动漫人物来命名。比方说这是皮卡丘阿利蛛。因为它的身体是黄的,比较像皮卡丘的颜色,而且它的纺器比较长,也像皮卡丘的尾巴,所以我就拿皮卡丘来命名了。
每一种蜘蛛都有自己的特点和特色,希望大家能爱上蜘蛛,或者至少不那么害怕蜘蛛了。
谢谢大家!