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科學報 科學文摘 探索

它們為了保命而「自殘」,最終卻被自己的糞便活活憋死


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更新日期:2022220
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斷尾的雄性無支蠍(左)。圖片來源:John Alexander Uribe

編譯丨周郅璨

編輯丨楊心舟

自然界的鬥爭是殘酷的,面對強悍的捕食者,一些動物會選擇勇敢戰鬥,一些會選擇溜之大吉,還有一些少數的「狠角色」,它們選擇了「自殘」。提到「自殘」保命的動物,我們大多會立刻想到壁虎或蜥蜴。它們在捕食性攻擊中,常常會忍痛折斷自己一部分的尾巴,讓斷尾去吸引捕食者的注意,自己再找准時機,快速逃走。

這一方案雖然能夠很大程度幫助它們逃生,但是斷尾的動物也付出了較為慘痛的代價。比如,當一只蜥蜴斷尾後,它儲存脂肪的能力會下降,行動也會受到影響,同時傷口很容易發生感染。但好在它們擁有較強的再生能力,丟掉的尾巴會慢慢重新長出來。通常來說,多數斷尾動物,在失去尾巴之後,往往都不會直接危及生命。但是,有些動物對自己心狠的程度已經比斷尾更甚。

  致命的斷尾

2015年,研究人員發現一種南美的毒蠍也有斷尾保命的行為。這是一種拉丁美洲常見的無支蠍(Ananteris),屬名的意思是「沒有支骨」,它們因為沒有櫛狀器齒的基部支骨才有了這個名字。令他們驚訝的是,蠍子折斷尾巴的代價是致命的,它們會在斷尾後失去排便的能力。

當它們被抓住後體難以逃脫時,它們後體節1~4節之間的關節處會自發地斷裂,從而逃之夭夭。斷裂的體節表面會在五天內快速愈合,形成疤痕組織,而失去的體節和毒囊均無法再生。

此外,斷裂組織中還存在一部分後端消化系統,包括肛門和部分腸道。因此,斷尾行為會導致這種蠍子永久性喪失排泄、蟄刺注射毒液的能力。在經曆幾個月的斷尾生活後,蠍子微小的消化道中會充滿糞便,導致蠍子腹部出現明顯的腫脹,最終因便秘而緩慢死亡。

圖片來源:John Alexander Uribe

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自19世紀末被發現以來,無支蠍一直未被重視,人們對它的研究和了解少之又少。聖保羅大學的加西亞·埃爾南德斯(García-Hernández)自研究生起就與無支蠍結下不解之緣,她甚至在自己家的後院發現了該屬下的一個新物種,她將其命名為Ananteris solimariae。

2015年,當發現無支蠍的致命斷尾行為後,她對這種蠍子產生了更為濃厚的興趣。為此,她設計了一系列實驗來測試一只蠍子斷尾後的影響,特別是失去尾巴是否會影響蠍子的繁殖,相關的研究成果於今年一月份發布於《美國博物學家》網站上。

  雌性代價更嚴重

埃爾南德斯和她的團隊首先從巴西大草原收集了近150只無支蠍。接下來,他們在實驗室誘導大約一半的蠍子斷掉了尾巴。隨後,研究小組進行了對比實驗,觀察並記錄了斷尾蠍子與完整蠍子之間一系列的交配過程。

無支蠍之間有著複雜的交配儀式,蠍尾在這一儀式中扮演著重要角色。一開始,雄性會搖動它們的尾巴,跳起「求愛之舞」,如果雌性接受,她就會讓雄性抓住她的鉗子,並開始一段「雙人探戈」。兩只蠍子面對面,鉗子互相交叉,在地面來回穿梭,甚至偶爾還會「親吻」彼此。這樣的舞蹈通常會持續好幾個小時,最後,雄性會放置一個精囊,並用尾巴將雌性猛地前推,讓精囊鎖在雌性的生殖器開口上,進而完成交配。

通過分析實驗室中蠍子交配的錄像,研究小組發現,雖然尾巴在交配中有很大用處,但是斷尾雄性蠍子的交配卻並未受太大影響,雌性蠍子並不會「歧視」斷尾雄性蠍子。同時,斷尾雄性蠍子與完整雄性蠍子交配所用的時間也是一樣的,並且同樣有能力將精囊放置並轉移到雌性蠍子身上。

然而,對於雌性斷尾蠍子而言,情況就有所不同了,這一「自殘」行為將嚴重影響它們的繁殖成本。研究人員發現,斷尾雌性蠍子雖然大多也能夠成功交配,但是它們真正能順利誕下後代的幾率卻比健康的雌性蠍子少了20%。

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埃爾南德斯解釋道:「這一差異可能是雌性懷孕的五個月裏,由於肛門脫落導致了越來越嚴重的便秘,這使得它們體內積累了太多的糞便。」這些糞便的堆積有可能會對胎兒造成危害,同時還可能會壓迫發育中的胎兒,將其擠出母體之外。

白色的部分就是糞便。圖片來源:Mattoni et al, 2015。

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事實上,實驗中發現嚴重便秘的蠍子比失去尾巴之前重30%,這相當於一個重120斤的人體內不斷積累了約40斤的糞便。可想而知,斷尾蠍子承受了多大的痛苦,對胎兒的危害也不言而喻。

亞利桑那大學(University of Arizona)研究動物「自殘」行為的專家紮卡裏•恩伯茨(Zachary Emberts)對埃爾南德斯的論文予以肯定。他說,這篇論文是動物「自殘」行為研究向前邁出的重要一步。通過埃爾南德斯的實驗,我們可以發現,這種行為雖然十分極端,但是在弱肉強食的動物世界中,這卻是十分有意義的。

丟掉尾巴的蠍子即使幸運逃脫了危險,也只有屈指可數的日子,但這短短的幾個月的時間,它仍然有機會將自己的基因傳遞出去,保證種群能夠繼續繁衍下去,這是一種生物的本能。

雄性蠍子和雌性蠍子在斷尾行為上有著明顯的成本差異,因此我們能夠猜到,相比於雄性,雌性會更加珍惜自己的尾巴,不到萬不得已,它們是不會輕易棄尾逃命的。研究人員的實驗確實也驗證了這一猜測,在模擬的捕食攻擊中,88%雄性蠍子會自斷其尾,而相同情況下,只有20%雌性蠍子會做出斷尾的選擇,因為一旦斷尾,它們將面臨比雄性更高的代價。

在之後的研究中,埃爾南德斯選擇繼續與這位家後院的「老朋友」打交道。她希望進一步測試有關無支蠍「自殘」行為的新問題,例如在自然條件下蠍子們如何與真正的捕食者進行博弈。同時,她也希望通過自己的這項研究,能夠激發人們對這一拉丁美洲常見蠍子的更多興趣,把她的「老朋友」介紹給全世界認識。

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