培養一萬隻蜘蛛做什麼?

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"我想,這兒的蜘蛛非常多…"阿利斯泰爾·麥格雷戈(Alistair McGregor)不經意地說,一邊轉過手去抓住一位試圖掙脫他的體格豐滿、腿部修長的女士。"不過,我們永遠不可能會有太多的蜘蛛,因為它們會相互殘食同類。"

我們站在他的牛津大學實驗室蜘蛛培育房裏,這兒培育著1萬餘只美洲家蛛和一群從蜈蚣到狼蛛的其它躁動不安的動物,為模擬這些生物喜歡偷偷潛入的陰暗角落,室內空氣被有意弄成霉臭味,牆邊布滿了書架,書架上擺放著成排的玻璃罐、容器、和培養皿。

"有時候,蟋蟀會跑出來,我們可以在樓道裏聽到他們的叫聲,"麥格雷戈嘿嘿一笑,馬上補充說從未有蜘蛛逃逸。(不過,他的學生後來告訴我,蜘蛛逃逸也是常事)

實驗室的房門相當笨重,有點兒像潛水艇的艙口。門已經老舊,有時候會卡住,他的學生就會被困在裏面。

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Image caption 美洲家蛛是北美地區最常見的一種蜘蛛(圖片來源: Zaria Gorvett)

留心著實驗室的出口,我拿起了一個罐子,往裏看。一隻蜘蛛正躺在銀色的絲網上,它的八隻長腿從圓滾滾的軀幹下伸出來。它很笨重,看起來更像是被一塊大理石壓在身上。"通常,也會有一隻雄性蜘蛛在裏面,不過,她肯定已經吃了他,"麥格雷戈說。

有些蜘蛛能通過它們的絨毛辨聽人們進入室內的動靜。有些會將身體掩飾成一片樹葉,非常像。至少有18種蜘蛛會游泳捕食魚類,而褐皮花蛛則擁有能夠分解肉體的強大毒液(而且還喜歡躲藏在牀單下和鞋子裏)。

麥格雷戈的溫室希蛛(Parasteatodatepidariorum)擁有的唯一一項技能是編織外形難看的立體蛛網。"與那些編織對稱形蛛網的蜘蛛相比,溫室希蛛進化的要更晚一些,"他解釋說,好像這在一定程度上能成為它們的借口。恐怖片中從吊燈上垂下來的那種令人毛骨悚然的絲線就是溫室希蛛的作品。

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Image caption 美洲家蛛在生態學上與人類相近。雖然它們能夠在野外生存,但是,它們卻更願意與人生活在一起(圖片來源: Alamy)

雖然如此,它們卻不宜被低估。這種北美地區最常見的蜘蛛可是捕食昆蟲的高手,人們時常可以看到單只家蛛拖著獵物的殘骸往它們的網內拽,然後藏起來。當發現有獵物可捕食,它們會向受害者吐出更多的絲,通過這些絲將獵物拽到嘴裏。然後,它們會吸乾獵物的體液,僅留下一個空殼。

不過,麥格雷戈的蜘蛛可不是擺放在這兒嚇唬記者用的。近年來,科學家們開始尋求擺脫長期以來對某幾種醫學研究用動物"明星"的依賴,例如果蠅和老鼠。轉而開始用一些新奇生物做研究,包括那些幾乎天下無敵的微生物,以及可以在陸上捕食的魚。

也許,不久蜘蛛也會成為醫學研究課題。事實上,蜘蛛是理想的研究對象。原因有二。其一,蜘蛛與人類共享一個基因秘密。

儘管人類的進化與蜘蛛的進化相差達8億年之久,蜘蛛甚至沒有正常的心跳,但令人吃驚的是,蜘蛛卻有著與人類很大的相似性。比如,我們早已知道,蜘蛛通過與人類完全一樣的基因Pax-6形成它們的四雙圓眼睛。從人體上取出這種古老的基因,替換成蜘蛛的基因,人們創造的現實版蜘蛛人就會長出正常的人類眼睛。

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Image caption 根據一項對美國北卡羅來納州家庭的調查,68%的浴室裏有蜘蛛,超過四分之三的臥室內也有蜘蛛(圖片來源: Wikimedia Commons/ Richhoyer99)

當然,很多動物,如老鼠(90%的基因與人類相同)和牛(80%的基因與人類相同),要更加"人類化"。

但是,蜘蛛有一項絶對的優勢。回溯它們的進化史,一隻遠古蜘蛛偶然生出了擁有兩整套基因指令的小蜘蛛,而不是只有一套基因指令。這可是件大事。植物界無時無刻不在發生著這種事,可是,這種事情在動物界的整個進化史中總共只發生了五次。其中,兩次發生在脊椎動物的遠祖身上,包括人類。

表面上看,多出一整套備份的基因似乎是件非常非常糟糕的事。畢竟,唐氏綜合症(Down's syndrome)就是由多出的一個染色體造成的。不過,這卻是進化的一個重要驅動力。在第一套繼續保持其原有功能時,第二套備份基因卻獲得了自由,可以扮演新的角色。正是這一套備份基因,幫助脊椎動物的早期先祖將軟骨類軟組織演變成了骨骼。

通過研究蜘蛛,麥格雷戈的團隊更多地了解了這類罕見事件的後果。這就引出了蜘蛛重要的第二個原因。很多這類多餘基因在早期發展中發揮著重要作用。要研究它們的作用,科學家需要胚胎。

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Image caption 褐皮花蛛擁有能分解肉體的毒液,並且喜歡藏在鞋子裏(圖片來源: Alamy)

你知道,蜘蛛是無敵的。蜘蛛恐懼症患者可能希望略過下一段,除非他們想知道一隻雌性蜘蛛每五天就能夠生產400隻蛛卵。這些卵非常透明,科學家可以不用殺死它們就能夠觀察胚胎的發育過程。

為了保證供應的可持續,麥格雷戈的實驗室基本上是從事蜘蛛的飼養。一開始,只是一隻待產的母蜘蛛在凌晨時分編織起來的絲繭,卵是在產下時授的精(不同與其它在卵巢裏授精的蜘蛛),因此,每一個卵的發育階段完全一樣,這一點對科學家非常有用。

每一隻卵繭都有自己的培養皿,它們在要裏面發育10天。剛出來時,幼體蜘蛛不會動,身上沒有毛而且透明,只是眼裏有一絲紅色。

但是,幾天后,它們就會長得和它們的陰森可怖的父母一樣。這些幼蛛開始四處爬行、吐絲並吃掉自己的兄弟姐妹,培養皿隨之變成了毛茸茸、爬行的一團。

從這時起,它開始變得狡猾機警。它們相互以對方為食,不過,這很好,人們無需餵食。作為這種生存機制的結果,每一個器皿最終都只會剩下一隻非常肥胖的蜘蛛。其中,為數不多的倖存者會被分開,各自生存在自己的區域。

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Image caption 全世界的蜘蛛加在一起,每年會吞食4億至8億公噸的獵物,這超過了地球上人類體重的總和(圖片來源: Zaria Gorvett)

從那以後,它們會開始以蒼蠅和蟋蟀為食。蒼蠅很方便,麥格雷戈的實驗室另一半就研究果蠅,蟋蟀則來自寵物店。慢慢地,經過幾輪生長、脫掉堅硬的外殼後,它們就會有9厘米長,並且開始交配。

我的主人在認真觀察一個裝有蜘蛛的小瓶子。"我就在想,它們是在交配呢,還是她將吃掉他?"麥格雷戈說。在野外,求歡者常常會在交配後逃走(紅色雄性寡婦蛛則不同,它們會反覆將自己送到女友的嘴裏,強迫女友吃掉自己)。但是,在這樣一個封閉的空間裏,它們很難倖存。幸運的是,大多數蜘蛛只需要交配一次。

今天,麥格雷戈養的這一窩是10至20隻從德國哥廷根(Göttingen)採集來的蜘蛛的後裔。"科學家們在作報告時,喜歡用幻燈片展示他們採集動物的地方,通常都是美麗的島嶼和海灘,"他說,"我們則是從一個學生的地下室裏採集來的。"

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Image caption 很多人以為,長腳蜘蛛有毒,但是他們的毒牙無法刺透人類的皮膚。事實卻恰恰相反:它們無毒,但完全可以刺透人的皮膚(圖片來源: Alamy)

雖然蜘蛛研究才不到十年,但對所謂的"基因複製"的研究已經取得可喜的進步。其中一個例子就是膝蓋骨。

喬治-奧古斯都-哥廷根大學(Georg-August-University of Göttingen) 的一組科學家想弄明白,為什麼有些蜘蛛腿比較短,而有些蜘蛛則有著令人毛骨悚然的細長腿。他們從基因中找到了答案:達克斯獵狗基因(Dachshund gene)。這種基因取名於腿粗短的達克斯獵狗。

科學家們對比了兩組常見的家蛛,美洲家蛛和長腳蜘蛛。長腳蜘蛛的名字非常形像,它有著極其誇張的令全球蜘蛛恐懼症患者心驚膽顫的長腿。科學家們試圖從基因中找到差異,但是,什麼也沒有發現。

相反,讓人吃驚的是,兩種蜘蛛都有著一個多餘的基因。為了弄明白這種基因的作用,科學家們從美洲家蜘蛛胚胎中取出了它。那些變異蜘蛛的膝蓋已與腿融合,成為腿的一部分,它們已經沒有膝蓋骨。那種使得蜘蛛能夠穿越浴室地板或靈巧地在黏糊糊的蛛網中爬行的肢體結構,正是得益於一個重要的進化錯誤。

此外,還在其它方面取得了突破。過去幾年間,對蜘蛛的研究還提供了心臟病和人體老化等一系列問題的線索。而在蜘蛛毒液中發現的蛋白質興許有一天能夠幫助人們治療腦損傷、肌肉萎縮甚至陽萎。

(了解這麼多關於蜘蛛的科學知識之後)我很想說我對他們會另眼相看……但真的不行,對不起,蜘蛛怎麼看就是陰森可怖。

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