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蟑螂奶、蜘蛛奶,動物界有哪些奇葩的哺乳行為
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所以哺乳動物也用盡一切辦法實現哺乳。沒有嘴唇的哺乳動物如鯨,它們的乳腺區有肌肉,能自動將乳汁壓入幼鯨的口中。而沒有乳頭的低等哺乳動物鴨嘴獸也沒有放棄哺乳,其乳腺分泌的乳汁沿毛流出,供幼仔直接舐吸。

一直以來我們都認為乳汁是哺乳動物的專利。不可思議的是,有些無脊椎動物竟然悄悄地掌握著“哺乳”的技能。比如早在2016年,科學家就報告了蟑螂產奶,而且稱其為“地球上最有營養的物質之一”。

當雌性太平洋折翅蠊懷孕時,其尾部的育囊袋會分泌富含蛋白質的高營養液來哺育體內的小蟑螂胎兒。胚胎吸收了媽媽的“乳汁”后,會在體內將這些液體轉化為結晶體。
蟑螂奶的發現其實是一個偶然,這得益于愛荷華大學的研究院內森·考森斯(Nathan Coussens)。他首先在太平洋折翅蠊體內觀察到了一些晶體,雖然他的導師拉馬斯瓦米(Ramaswamy)起初以為那只是單純的尿素結晶,但這并沒有打消考森斯的研究欲望,并最終促使了蟑螂奶的發現。

2016年,一批來自美國、加拿大、日本和印度的科學家在進行了近十年的研究后指出,這些結晶含有蛋白質、脂肪和糖,就像是完整的食物。而通過蛋白質序列分析發現,它們有全部必要的氨基酸。
可以說“蟑螂奶”是幼體極好的食物來源,做個比較,在同等分量下,蟑螂奶提供的能量是普通牛奶的3倍,堪稱奶制品界的壓縮餅干。
與太平洋折翅蠊相似的還有一種叫做“采采蠅(Tsetse Flie)”的昆蟲,它也是實行類似于“胎生、哺乳”繁殖策略的昆蟲。但是采采蠅可能不屑于和蟑螂放在一起比較,因為人家是有正經的乳腺的。
采采蠅所謂的乳腺,其實對應的是其他昆蟲的子宮副腺。它的胚胎發育仍舊是由卵提供養分,但是幼體在孵化后并不馬上產出,而是寄居于母體體內,由乳腺提供養分,直到幼體接近蛹化時才產出。這種生殖方式也被稱為腺養胎生(adenotrophic viviparity),或者蛹生(pupiparity)。

哺乳動物通過臍帶給胎兒傳遞營養物質,但是沒有胎盤與臍帶的采采蠅與太平洋折翅蠊靠的是幼蟲的“自力更生”。雌蟲將富含營養物質的“乳汁”分泌至子宮內,幼蟲便靠嘴攝入,然后用胃消化。
所以幼體在產出時,體型幾乎和母體一樣大。加州大學戴維斯分校研究采采蠅的昆蟲學家杰弗里·阿塔爾多(Geoffrey Attardo)將其類比為“生下一個18歲的孩子”。

新生的采采蠅看上去相當豐滿,移動起來像個彈簧。其實這白色的幼蟲就像是一大袋乳汁,如果你弄破他的消化道,這些乳汁就會溢出來。

阿塔爾多吉他的同事曾對其進行化學和遺傳學分析,他驚訝地發現這種乳汁與哺乳動物乳腺的產物在蛋白質種類上十分地相似。也是靠這豐富的營養物質,采采蠅得以安安心心完成化蛹前的生長發育,最后安全地在地下挖洞,并成為一只咬一口就能傳播致命昏睡病的成蟲。

雄雌火烈鳥共同筑巢并孵化一個鳥蛋。在此期間,成鳥會產出豐富的嗉囊乳,之后長達九個月的時間里,火烈鳥幼鳥都將以此為食。另外幼鳥向父母乞食發出的聲音會刺激成鳥的大腦釋放催乳素。神奇的是這與幫助人類產奶的催乳素是同一種,它可以促使父母嗉囊中的細胞膨脹并分泌乳汁。
火烈鳥乳汁中的蛋白質、脂肪含量都比哺乳動物的乳汁高,而且顏色為亮粉色。這是因為親鳥在乳汁中加入了類胡蘿卜素,這是一種抗氧化劑,可以促進幼鳥的健康快速成長。

可以說親鳥在哺育的時候把盡可能多的能量與養分融入了嗉囊乳汁中,所以在喂養幼鳥過程中,親鳥也會變得憔悴。相比于其他鳥類,這似乎不是一種最佳的喂養方式,為什么它們不能單純地喂食一些小昆蟲呢?
英國埃克塞特大學的火烈鳥研究者保羅·羅斯(Paul Rose)認為火烈鳥屬于濾食性動物,它們獨特而彎曲的喙就像一個篩子,幼鳥的直喙變厚變彎是需要一定的時間的,而且也需要更多的時間掌握濾食方式。所以火烈鳥的喂養方式是與其覓食方式及身體構造相適應的。
還有一些鳥類,比如我們熟悉的鴿子、帝企鵝等都有“哺乳行為”。但是它們無論是在行為模式、持續時間還是從功能上都與哺乳動物的哺乳有很大不同。于是在這個時候,一只神奇的小蜘蛛現身了。
2018年我國科學家權銳昌及其博士后陳占起的研究團隊首次發現并證實了一種名為大蟻蛛(Toxeus magnus)的跳蛛也具有“哺乳行為”,而且這種哺乳行為在上述各方面都和哺乳動物的哺乳現象十分一致。
親代蜘蛛通過生殖溝分泌液滴,供新孵化的幼蛛吸食,科研人員將這種液滴稱為“蜘蛛乳汁”。經過分析測定后發現,“蜘蛛乳汁”中蛋白質的含量竟是牛奶的4倍左右,而脂肪和糖類的含量則低于牛奶。

這對于幼蟲的生長發育是十分重要的,當研究人員用涂改液堵塞生殖溝來阻止親本產奶的能力時,所有的幼體在11天內死亡,這說明它們是完全依賴于乳汁的。而有關乳汁的形成,科學家猜測這可能是由未孵育的卵形成的。
另外比較特殊的是大蟻蛛具有超長期的親代哺育行為。幼蛛在最初孵化的20天內完全依賴乳汁生活,20日齡的幼蛛可以長到親本的一半左右。第20天到第40天是過渡期,幼蛛會自己外出捕獵,也會繼續吸食乳汁,40天后完全斷奶。

但是斷奶后的幼蛛并不會離開母親,甚至成年后也會繼續和母親生活在同一巢穴,而蜘蛛也會照顧成年后的后代,表現出超長的親代撫育行為。這種行為曾經被認為僅存在壽命較長的高等社會性脊椎動物類群中。
有趣的是,雄性后代就沒那么幸福了,在長大后它們的的姐妹和母親會聯手將它們趕出巢穴。

如果按照這個定義,非哺乳動物的哺乳行為可能更加普遍。德國拜羅伊特大學的桑德拉·斯泰格爾(Sandra Steiger)發現了一種埋葬蟲(Nicrophorus orbicollis),它們的幼蟲都需要父母“親吻式喂養”:成蟲父母會先吃一些腐肉并消化,然后直接喂到幼蟲嘴里。

當他們改為人工喂養液化腐肉時,這些幼蟲幾乎全在成蛹之前死亡,這表明父母的口腔內的液體對小甲蟲的生存至關重要,這似乎也可以被稱為“甲蟲乳汁”。
不過無論如何定義乳汁,我們都不可否認乳汁比哺乳動物有著更為久遠的歷史。演化生物學家已經發現哺乳行為的起源可以追溯到3億多年前,比哺乳動物的出現還早了一億年。
隨著分子生物學的發展,科學家得以了解與乳汁內的營養物質相關的基因,比如乳汁中最重要的成分之一酪蛋白。
2008年的一項研究結果顯示,大約1.7億年前,早期“前哺乳動物”的蛋中的卵黃蛋白原就開始消失。卵黃蛋白原是胚胎發育過程中的重要營養物質,取而代之的是功能與之相似的酪蛋白。
目前認為,現代哺乳動物的祖先的卵是一種多空的薄殼蛋(我們可以參照鴨嘴獸),很容易被風干。美國愛達荷大學的哺乳動物學專家認為乳汁最初的功能可能是為放在干燥地表上的薄蛋殼提供水分。最初的哺乳動物并沒有乳頭,它們可能通過胸部的毛孔將液體滴到卵上。除了保濕,乳汁也可以防止微生物的入侵。
隨著生命的演進,乳汁顯然有著更重要的作用。有一些科學家分析了5500多種哺乳動物乳汁樣品的成分后發現,一些哺乳動物的需求與它們的乳汁成分之間有著驚人的一致性。
比如冠海豹在冰上哺育幼仔,它們的乳汁中脂肪含量超過60%,所以只要四天幼仔的體重就能夠翻倍。而人類母乳中糖的數量和種類超過了其他類人猿,它們可以幫助我們抵抗病菌。
但是不管動物的乳汁存在著多少的差異,不管動物是否具有哺乳行為,它們選擇的都是最有利于后代生存的親本撫育模式,也都為后代而盡可能地付出。

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西雙版納熱帶植物園. 中國科學家發現無脊椎動物能夠哺乳并長期養育后代. 中國科學院昆明分院. 2018.11.30.
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原標題:《蟑螂奶、蜘蛛奶,動物界有哪些奇葩的哺乳行為》
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