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为探究 Nigma conducens 蜘蛛两个种群间及种群内雌雄个体的前体形态和大小差异,研究人员运用几何形态测量学(GMM)展开研究。结果显示种群间和性别间存在显著但程度较小的形态差异,且形态变化与大小无关。该研究有助于理解蜘蛛的生态适应和进化12。
在神秘的自然界中,蜘蛛宛如一个个身怀绝技的 “武林高手”,广泛分布于几乎所有陆地生态系统,凭借独特的捕食技巧,在生物防治领域担当着重要角色,默默守护着生态平衡。蜘蛛的身体大小和形状,如同它们的 “秘密武器”,不仅关乎生存,在捕食猎物时更是发挥着关键作用,也因此成为了分类学和进化研究的重要线索。然而,对于许多蜘蛛物种,尤其是 Nigma conducens 这种此前研究较少的蜘蛛,我们对其形态变异和性二态性的了解还十分有限。
为了填补这些知识空白,来自埃及索哈杰大学(Sohag University)的研究人员 Safa M. El - masry、Tarek G. Ismail 和 Asmaa N. Mustafa 勇挑重担,展开了深入研究。他们的研究成果发表在《BMC Zoology》杂志上,为我们揭开了 Nigma conducens 蜘蛛形态奥秘的神秘面纱。
研究人员采用了几何形态测量学(Geometric morphometrics,GMM)这一强大工具,对 Nigma conducens 蜘蛛两个种群的前体(prosoma,蜘蛛身体的一部分,包含头部和胸部结构)形状和大小变异,以及种群内雌雄个体间的差异进行了细致探究。具体而言,他们精心挑选了位于埃及索哈杰地区两个不同环境的采集点,一个是索哈杰大学校园(代表城市环境),另一个是 Jazirat Shandweel 农业研究中心(代表农业环境)。在每个采集点,分别从特定的树木(Ficus nitida 和 Dalbergia sissoo)上采集蜘蛛样本,共收集了 129 只未受损的蜘蛛个体,并仔细区分性别。
在样本采集完成后,研究人员利用数字相机和显微镜,精确采集蜘蛛前体背视图图像,并借助 tpsDig 2.22 软件,在蜘蛛前体上标注了 17 个解剖学地标点。通过这些地标点,他们对蜘蛛前体的形状和大小进行了量化分析。为了深入剖析蜘蛛前体的大小和形状差异,研究人员运用了多种数据分析方法,如主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)、典型变量分析(Canonical Variate Analysis,CVA)、判别函数分析(Discriminant Function Analysis,DFA)以及多变量回归分析等。
研究结果令人眼前一亮。在大小变异方面,研究发现两个种群的蜘蛛前体大小存在一定差异,第二种群的蜘蛛前体整体上比第一种群略大。不过,在性别差异上,两个种群内雌雄个体的前体大小差异并不显著,尤其是在第一个种群中,几乎不存在大小性二态性。在形状变异层面,主成分分析和判别函数分析表明,两个种群的蜘蛛前体形状确实存在显著差异。第一种群的蜘蛛前体头部区域略微突出,侧面较窄;而第二种群则表现为前体侧面明显扩张,头部区域稍有缩小。但有趣的是,尽管存在这些差异,两个种群的个体形状仍有较大重叠,这意味着仅依据前体形状难以准确区分两个种群的蜘蛛。在性二态性研究中,典型变量分析清晰地揭示出,两个种群的蜘蛛在性别上存在形状性二态性。雌性蜘蛛的前体在一些区域表现出与雄性不同的特征,例如,在第二个种群中,雌性蜘蛛前体的后部侧面扩张更为明显,且后部区域比雄性短。此外,研究还发现,蜘蛛前体的形状变异与大小之间并无明显关联,即形状变化并非由大小差异所导致。
综合研究结论和讨论部分,此次研究意义重大。它不仅让我们对 Nigma conducens 蜘蛛的形态变异和性二态性有了更深入的理解,还揭示了环境因素在蜘蛛形态进化中的重要作用。两个种群蜘蛛形态的相似性,很可能源于它们相似的微生境和较弱的选择压力,尽管尼罗河作为地理屏障存在,但相似的环境使得两个种群在形态上并未出现明显分化。而蜘蛛前体形状的性二态性,可能是多种因素共同作用的结果,包括繁殖策略、生态压力以及性别间的生态位分化等。这一研究为我们理解蜘蛛的生态适应和进化历程提供了新的视角,也为后续相关研究奠定了坚实基础。