作者:冯维维 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2017/11/19 13:27:09
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蜘蛛倒时差 重置生物钟

一只黑寡妇蜘蛛和猎物。图片来源:Stephen Dalton/Minden Pictures/Getty

有些蜘蛛种类拥有很短的生物钟,比如每天早上它们都产生超过5个小时的时差。但不知何故,它们似乎并未因此产生不良影响。

小圆蛛是最常见的一种制作圆网的蜘蛛。它们在夜间活动捕食猎物,并在黎明前的几个小时内重建一张整洁的网。

为了研究这些蜘蛛的昼夜节律,美国东田纳西州大学生物学家Darrell Moore和团队记录了与圆蛛物种密切相关的不同活动模式。这些蜘蛛被放在黑暗的玻璃管中,它们的活动由红外传感器监视。

Moore发现,其中三个物种的生物钟平均只有17.4、18.5和19小时。他还发现有两个物种的生物钟异常缓慢,平均分别为28.2和28.5小时,还有一个物种完全没有节律。

“我们从没有见到过这样的生物钟。”该研究参与者、华盛顿与李大学的Natalia Toporikova说。

然后,研究小组转变了实验,将日光推进或延迟了6个小时。他们发现蜘蛛能在24小时内调整时差,而其他动物则会产生时差效应,在一个星期内生物节律失常。

Moore说,在大多数物种中维持24小时昼夜节律的正常选择压力在这些蜘蛛中则有所松动。较短的昼夜节律可能是一种适应,可以让它们在黎明前织网,从而避免被鸟类或其他捕食者吃掉。研究人员在近日于华盛顿特区举行的神经科学学会会议上报告了相关发现。

白天,蜘蛛坐在网上静止不动,这种策略可以让它们尽量不引起掠食者的注目。当夜幕降临时,蜘蛛会突然活跃起来,寻找猎物并建造捕猎网。当它们被置于黑暗中时,蜘蛛自由运转的生物钟会让其在夜幕降临前几个小时就变得活跃起来。这表明,在野外,傍晚的日光会抑制它们的活动,而随着日落又会重新激发它们的活跃性。

“更短的调节时间可以让它们早起从而获得早上的食物来源,如果食物在黎明时分就出现,那么早早醒来并织出一张结实的网就非常重要。”宾夕法尼亚大学医学院的Sigrid Veasey说。

对人类而言,生理节律的长期失调与从癌症到抑郁症等许多疾病有关。蜘蛛是否为它们不调和的生物钟付出代价仍未可知。为了更好地理解它们,该团队正在测量参与一天中生物钟变化的基因活性如何变化。(冯维维)

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