继今年1月讲了二儿子夹竹桃天蛾幼虫后,已经小半年没有和儿子们互动了,想必它们很孤单吧(强行孤单,不孤单这文章没法讲了)。
所以,今天择日不如撞日,就来讲讲三儿子白额高脚蛛!
好久不见的好儿子!
图片来源:我自己微博
网上经常有很多让我鉴定物种的,其实鉴定是一件复杂的事儿,不是看一眼外表就能鉴定成功的,有时候我也会找中科院的朋友帮忙。这次就请来在中科院动物所研究蜘蛛的林业杰,来给大家讲一讲,蜘蛛鉴定有多复杂,测量数据有多细,腿毛有多难数、解剖有多费眼……
发表新物种,难!
我们有时候会在新闻里看到“科学家发现了一个新物种”,在生物学界叫做“发表新种”——研究人员在学术期刊上发表论文,在论文里确定新物种的拉丁文学名、描述它的种种特征。
其实对于昆虫、蜘蛛这样种类众多的无脊椎动物,发表新种不算特别稀奇。我在大学本科期间就发表过一个蜘蛛新种,但如今,面对几十个有望发表的新物种,却拖延症发作,“懒”得去发表……
研究任何生物,都要先弄清它是什么物种,所以分类学是生物研究的基础。如果是科学界还不知晓的新物种,就要给它找亲戚、看它跟谁关系最近,再确定身份。
研究蜘蛛,当然也不例外。最早的蜘蛛分类学文献,是1757年瑞典蛛形学家(研究蜘蛛和其他蛛形纲动物)克勒克于所著的《瑞典蜘蛛》,它比生物分类学“开山经典”、林奈大师的《自然系统》还早一年。
克勒克于所著的《瑞典蜘蛛》
图片来源:Wikipedia
经过200多年来历代研究人员的不懈努力,蜘蛛分类学终于成为最麻烦的动物分类学!
在一篇研究蜘蛛的学术论文中,展示了5种花纹差异很大的蜘蛛,但它们其实都是同一种,叫地阿棘腹蛛,分布在我国南部和东南亚几家。蜘蛛鉴定不靠外观花色,主要靠生殖器官,其次是眼距、腿“毛”数等各种详细的身体数据。
给蜘蛛鉴定种类,意味着繁琐的测量、抓狂的数毛和高难度的解剖。你看下面这一整页满满的数据就知道我有多崩溃了。
作者的测量记录本,满满两页内容的数据都属于一只蜘蛛。
一个蜘蛛量一天
传统的动物分类,是依据身体形态特征。每项“特征”都不能光靠空口描述,而要拿测量数据说话。对于鸟兽,一般是测量身长、尾长、体重等;对于昆虫,就测量它的胸腹长宽、翅长、触角长等。
至于鉴定蜘蛛,需要的测量数据包括:体长、头胸部长宽、腹部长宽、放射沟数量、前中眼直径、前侧眼直径、后中眼直径、后侧眼直径、前中眼间距、前中侧眼间距、后中眼间距、后中侧眼间距、前后侧眼间距、前中眼额间距、前侧眼额间距、额高、螯肢前后齿堤齿数、下唇长宽、下唇疣突数、颚叶疣突数、胸板长、步足腿节、膝节、胫节、后跗节、跗节长……
不用数了,总共29个数据。
这些数据不但一个也不能少,如果同一种的雌雄两性差别大,还要测两次。具体到一条腿(步足)的一个节,都要前后左右量一遍。
图中几个浅色的椭圆是蜘蛛的眼睛,我用显微镜拍摄照片,然后测量眼睛长宽、距离等数据。
在显微镜下测量蜘蛛腿。步足要一节一节地量,不但要量长度,还要数上面的刺。
所以我们实验室里有句名言:“一杯茶,一包烟,一个蜘蛛量一天”。
前段时间,我为了一篇描述23个新种的文章,测了好几天的数据。之后我只想回家当个家里蹲,好长一段时间都不想再看见蜘蛛。
数毛数到人崩溃
上面只是测量数据,还要“数毛”呢。所谓“数毛”,其实是数“刺”。蜘蛛的腿上有一些毛状的刺,这些刺可以协助控制猎物。有些蛛形学家认为,在某些类群里,刺的数量也是分类特征,于是数毛也成了分类的“必修课”。
一条蜘蛛腿分成四个面:背面、腹面、外侧面、内侧面。每一个面先数几排刺,再数每排有几根刺。每次个体测量,都要数一遍所有的腿。
蜘蛛腿的数据要求详细到每一节、每一面有几根刺,比如蜘蛛腿胫节的数据“Ti 1,1D,1,1,1Rl,1,1Pl,1,1V",翻译过来的意思是:胫节背面、内侧面和腹面均具两排刺,每排各一根,外侧面具三排刺,每排各一根。而整条腿的记录更复杂……
于是,一杯茶,一包烟,一个蜘蛛又数一天。
除了数毛,有时还要数下唇和颚叶的疣(yóu)突数。这些部位太小,需要先用显微摄影拍下照片,然后在电脑屏幕上数,一边嘴里数着数字,一边用手里的鼠标在图上点。
这是蜘蛛的一片颚叶,颚叶长在嘴边,可以与“大牙”一起撕碎昆虫。鉴定时,要数清上颚叶上有多少个细小的疣突,数到人崩溃。
最可怕的是捕鸟蛛,它们的下唇、颚叶上一般各有几百个疣突,两个颚叶与一个下唇加起来,疣突将近一千个……简直让人数到崩溃!
解剖雌蛛要祈祷
除了少数特别常见的种类,蜘蛛鉴定一般都必须解剖,根据生殖器官来定种。雄蜘蛛还好,生殖器就长在触肢上,解剖时把触肢取下来就行。
解剖后取下的雄性蜘蛛生殖器标本,图中比例尺为0.1毫米
而解剖雌蜘蛛,就是“HARD”模式了:雌蛛的生殖器在腹节内部,而且腹面、背面都有不同的结构和管道。解剖时,要沿着完整的“外雌器”四周用针轻戳一圈,再用镊子轻轻取下。
对了,你看到上图的比例尺了吗,是0.1毫米。(微笑)
这期间一不小心就会扎坏管道,或是把要鉴定的结构连着外皮一起撕破。每次解剖雌蜘蛛,我都要先来个“热身”,找个普通标本练一练、找找手感,然后才去动重要的标本。
有些很小的蜘蛛,比如贝尔蛛、密蛛,只有两三毫米大。
自然环境中的雌性贝尔蛛,它身体下面挂着自己的卵囊。
摄影:唐志远
鉴定这么小的蜘蛛得上光学显微镜,一般有4个工作步骤:
解剖蜘蛛,把它的生殖器官取出来;
用酒精浸润取出的生殖器官,再用凡士林把它粘在玻片上;
用盖玻片把器官标本封住;
拍照。
要完成这四步,除了精湛的技术,你还需要虔诚地祈祷:祈祷酒精挥发别太快,万一有气泡跑到标本上,那你就要重复第2、3、4步了。(再次微笑)
学术论文中,贝尔蛛的“标准照”:分别是躯体的背面和腹面,旁边配以生殖器官的解剖照(雌蛛,身体内部,向左滑动查看)。标准照不用保留腿,腿用测量数据体现。摄影:朱纹慧
雄性贝尔蛛的生殖器官,旁边褐色的“柱子”是人的头发。
还有些蜘蛛的身体特别奇葩,比如说类石蛛,它们的雄蛛体内有个储藏精子的结构,这个结构大到不成比例。没经验的科研菜鸟,可能认不出它是生殖器官的一部分,以为没用而丢掉。
搞定所有问题、把论文写完投稿后,你以为就完了吗?
并不!
我还要面对“最终Boss”——学术期刊的匿名审稿人。论文要想成功发表,必须先回答这些审稿人的百般刁难……
作者描述为“蜗牛形”的雌蜘蛛生殖器,被审稿专家问“是非洲蜗牛还是法国蜗牛”。
所以啊,野外采集一时爽,解剖测量“火葬场”。行吧,就这样吧,再说就哭出来了。
最后放一张工作照,发量还是很丰富。
给自家打个小广告,6月杂志来了
杂志主题是蜘蛛,里面有儿子
昨天第二条有介绍,冲!
撰文、摄影 | 林业杰
绘图 | 郑秋旸、苏义
微信编辑 | 谢爽
本文原载于《博物》杂志2021年6月刊