蟑螂 哺乳动物,蜘蛛蟑螂

哺乳行为可以说是哺乳动物最具标志性的特征，母乳为后代提供了充足的养分。有些雄性哺乳动物也能够产奶，虽然很少派上用场，但这也并不奇怪，毕竟哺乳动物体内多多少少都具备乳腺这一用于产奶的特殊腺体。

所以哺乳动物也用尽一切办法实现哺乳。没有嘴唇的哺乳动物如鲸，它们的乳腺区有肌肉，能自动将乳汁压入幼鲸的口中。而没有乳头的低等哺乳动物鸭嘴兽也没有放弃哺乳，其乳腺分泌的乳汁沿毛流出，供幼仔直接舐吸。

抹香鲸的哺乳行为

一直以来我们都认为乳汁是哺乳动物的专利。不可思议的是，有些无脊椎动物竟然悄悄地掌握着“哺乳”的技能。比如早在2016年，科学家就报告了蟑螂产奶，而且称其为“地球上最有营养的物质之一”。

当然平日里经常与我们打交道的那些蟑螂并没有这种潜质，但是太平洋折翅蠊（Diploptera punctata）是一个例外。太平洋折翅蠊主要生活在远东和大洋洲，它不仅能够产奶，而且还是蟑螂界唯一一种胎生蟑螂。

当雌性太平洋折翅蠊怀孕时，其尾部的育囊袋会分泌富含蛋白质的高营养液来哺育体内的小蟑螂胎儿。胚胎吸收了妈妈的“乳汁”后，会在体内将这些液体转化为结晶体。

蟑螂奶的发现其实是一个偶然，这得益于爱荷华大学的研究院内森·考森斯（Nathan Coussens）。他首先在太平洋折翅蠊体内观察到了一些晶体，虽然他的导师拉马斯瓦米（Ramaswamy）起初以为那只是单纯的尿素结晶，但这并没有打消考森斯的研究欲望，并最终促使了蟑螂奶的发现。

亮闪闪的为蟑螂奶结晶图像

2016年，一批来自美国、加拿大、日本和印度的科学家在进行了近十年的研究后指出，这些结晶含有蛋白质、脂肪和糖，就像是完整的食物。而通过蛋白质序列分析发现，它们有全部必要的氨基酸。

可以说“蟑螂奶”是幼体极好的食物来源，做个比较，在同等分量下，蟑螂奶提供的能量是普通牛奶的3倍，堪称奶制品界的压缩饼干。

与太平洋折翅蠊相似的还有一种叫做“采采蝇（Tsetse Flie）”的昆虫，它也是实行类似于“胎生、哺乳”繁殖策略的昆虫。但是采采蝇可能不屑于和蟑螂放在一起比较，因为人家是有正经的乳腺的。

采采蝇所谓的乳腺，其实对应的是其他昆虫的子宫副腺。它的胚胎发育仍旧是由卵提供养分，但是幼体在孵化后并不马上产出，而是寄居于母体体内，由乳腺提供养分，直到幼体接近蛹化时才产出。这种生殖方式也被称为腺养胎生（adenotrophic viviparity），或者蛹生（pupiparity）。

采采蝇和果蝇的生殖系统比较

哺乳动物通过脐带给胎儿传递营养物质，但是没有胎盘与脐带的采采蝇与太平洋折翅蠊靠的是幼虫的“自力更生”。雌虫将富含营养物质的“乳汁”分泌至子宫内，幼虫便靠嘴摄入，然后用胃消化。

所以幼体在产出时，体型几乎和母体一样大。加州大学戴维斯分校研究采采蝇的昆虫学家杰弗里·阿塔尔多（Geoffrey Attardo）将其类比为“生下一个18岁的孩子”。

采采蝇成虫（左）与刚产出的幼体（右）

新生的采采蝇看上去相当丰满，移动起来像个弹簧。其实这白色的幼虫就像是一大袋乳汁，如果你弄破他的消化道，这些乳汁就会溢出来。

刚刚出生的采采蝇幼虫 图源：Geoffrey M Attardo

阿塔尔多吉他的同事曾对其进行化学和遗传学分析，他惊讶地发现这种乳汁与哺乳动物乳腺的产物在蛋白质种类上十分地相似。也是靠这丰富的营养物质，采采蝇得以安安心心完成化蛹前的生长发育，最后安全地在地下挖洞，并成为一只咬一口就能传播致命昏睡病的成虫。

昆虫界在进化道路上出现了这么几匹“黑马”，和哺乳动物在进化地位差不多平起平坐的鸟类自然不服。火烈鸟是为数不多的产奶的鸟类，而且雌鸟和雄鸟都会产奶。当然它靠的并不是乳腺，而是靠其食管后端暂时贮存食物的嗉囊。

雄雌火烈鸟共同筑巢并孵化一个鸟蛋。在此期间，成鸟会产出丰富的嗉囊乳，之后长达九个月的时间里，火烈鸟幼鸟都将以此为食。另外幼鸟向父母乞食发出的声音会刺激成鸟的大脑释放催乳素。神奇的是这与帮助人类产奶的催乳素是同一种，它可以促使父母嗉囊中的细胞膨胀并分泌乳汁。

火烈鸟乳汁中的蛋白质、脂肪含量都比哺乳动物的乳汁高，而且颜色为亮粉色。这是因为亲鸟在乳汁中加入了类胡萝卜素，这是一种抗氧化剂，可以促进幼鸟的健康快速成长。

哺乳的火烈鸟

可以说亲鸟在哺育的时候把尽可能多的能量与养分融入了嗉囊乳汁中，所以在喂养幼鸟过程中，亲鸟也会变得憔悴。相比于其他鸟类，这似乎不是一种最佳的喂养方式，为什么它们不能单纯地喂食一些小昆虫呢？

英国埃克塞特大学的火烈鸟研究者保罗·罗斯（Paul Rose）认为火烈鸟属于滤食性动物，它们独特而弯曲的喙就像一个筛子，幼鸟的直喙变厚变弯是需要一定的时间的，而且也需要更多的时间掌握滤食方式。所以火烈鸟的喂养方式是与其觅食方式及身体构造相适应的。

还有一些鸟类，比如我们熟悉的鸽子、帝企鹅等都有“哺乳行为”。但是它们无论是在行为模式、持续时间还是从功能上都与哺乳动物的哺乳有很大不同。于是在这个时候，一只神奇的小蜘蛛现身了。

2018年我国科学家权锐昌及其博士后陈占起的研究团队首次发现并证实了一种名为大蚁蛛（Toxeus magnus）的跳蛛也具有“哺乳行为”，而且这种哺乳行为在上述各方面都和哺乳动物的哺乳现象十分一致。

亲代蜘蛛通过生殖沟分泌液滴，供新孵化的幼蛛吸食，科研人员将这种液滴称为“蜘蛛乳汁”。经过分析测定后发现，“蜘蛛乳汁”中蛋白质的含量竟是牛奶的4倍左右，而脂肪和糖类的含量则低于牛奶。

大蚁蛛的哺乳器官

这对于幼虫的生长发育是十分重要的，当研究人员用涂改液堵塞生殖沟来阻止亲本产奶的能力时，所有的幼体在11天内死亡，这说明它们是完全依赖于乳汁的。而有关乳汁的形成，科学家猜测这可能是由未孵育的卵形成的。

另外比较特殊的是大蚁蛛具有超长期的亲代哺育行为。幼蛛在最初孵化的20天内完全依赖乳汁生活，20日龄的幼蛛可以长到亲本的一半左右。第20天到第40天是过渡期，幼蛛喙自己外出捕猎，也会继续吸食乳汁，40天后完全断奶。

大蚁蛛生长发育的四个阶段

但是断奶后的幼蛛并不会离开母亲，甚至成年后也会继续和母亲生活在同一巢穴，而蜘蛛也会照顾成年后的后代，表现出超长的亲代抚育行为。这种行为曾经被认为仅存在寿命较长的高等社会性脊椎动物类群中。

有趣的是，雄性后代就没那么幸福了，在长大后它们的的姐妹和母亲会联手将它们赶出巢穴。

随着越来越多类似“哺乳”行为的发现，科学家也重新思考哺乳和“乳汁”的定义。一些哺乳动物学家认为“乳汁”应该指哺乳动物特有的乳腺分泌的液体。但是也有很多科学家认为任何由亲代合成或者高度加工，且对于它们后代是必须的物质，都可以被称为乳汁。

如果按照这个定义，非哺乳动物的哺乳行为可能更加普遍。德国拜罗伊特大学的桑德拉·斯泰格尔（Sandra Steiger）发现了一种埋葬虫（Nicrophorus orbicollis），它们的幼虫都需要父母“亲吻式喂养”：成虫父母会先吃一些腐肉并消化，然后直接喂到幼虫嘴里。

埋葬虫

当他们改为人工喂养液化腐肉时，这些幼虫几乎全在成蛹之前死亡，这表明父母的口腔内的液体对小甲虫的生存至关重要，这似乎也可以被称为“甲虫乳汁”。

不过无论如何定义乳汁，我们都不可否认乳汁比哺乳动物有着更为久远的历史。演化生物学家已经发现哺乳行为的起源可以追溯到3亿多年前，比哺乳动物的出现还早了一亿年。

随着分子生物学的发展，科学家得以了解与乳汁内的营养物质相关的基因，比如乳汁中最重要的成分之一酪蛋白。

2008年的一项研究结果显示，大约1.7亿年前，早期“前哺乳动物”的蛋中的卵黄蛋白原就开始消失。卵黄蛋白原是胚胎发育过程中的重要营养物质，取而代之的是功能与之相似的酪蛋白。

目前认为，现代哺乳动物的祖先的卵是一种多空的薄壳蛋（我们可以参照鸭嘴兽），很容易被风干。美国爱达荷大学的哺乳动物学专家认为乳汁最初的功能可能是为放在干燥地表上的薄蛋壳提供水分。最初的哺乳动物并没有乳头，它们可能通过胸部的毛孔将液体滴到卵上。除了保湿，乳汁也可以防止微生物的入侵。

随着生命的演进，乳汁显然有着更重要的作用。有一些科学家分析了5500多种哺乳动物乳汁样品的成分后发现，一些哺乳动物的需求与它们的乳汁成分之间有着惊人的一致性。

比如冠海豹在冰上哺育幼仔，它们的乳汁中脂肪含量超过60%，所以只要四天幼仔的体重就能够翻倍。而人类母乳中糖的数量和种类超过了其他类人猿，它们可以帮助我们抵抗病菌。

但是不管动物的乳汁存在着多少的差异，不管动物是否具有哺乳行为，它们选择的都是最有利于后代生存的亲本抚育模式，也都为后代而尽可能地付出。

Got Cockroach Milk? Carrie Tatro. 2018.6.7.

Kumar, Chethan. Pesky cockroaches give scientists some high-protein food for thought. Times of India. 2016.7.19.

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西双版纳热带植物园. 中国科学家发现无脊椎动物能够哺乳并长期养育后代. 中国科学院昆明分院. 2018.11.30.

蟑螂奶是什么 5点让你了解蟑螂奶

1、蟑螂并不是哺乳动物，所以也没有产奶的功能，不过一种叫做太平洋折翅蠊的蟑螂确实可以自己分泌一种蛋白质晶体来哺育后代。太平洋折翅蠊分泌的这种晶体光热量就比牛奶高两倍。

2、从营养成分上来讲，它更像是一份完整的食物，因为其中既有蛋白质、脂肪、糖分以及人体所必须的氨基酸。

3、“它甚至还很好消化”科学家们这样说。

4、虽然，对于每天都喊着减肥但仍孜孜不倦摄入热量的我们来说，蟑螂奶并不是一个能够满足我们需求的食物。但对于那些处在饥饿边缘，每天为获取卡路里而活的人来说，这绝对是一种可以让你简便高效获取热量的食物。

5、项目负责人高度评价蟑螂奶：“它们可以被称为梦幻的蛋白质补充剂”。

Science 报道中国科学家发现一种蜘蛛可以分泌「乳汁」哺乳并长期养育后代，这项研究有怎样的意义？

新京报快讯 据西双版纳热带植物园消息，中国科学院西双版纳热带植物园研究员权锐昌及其同事陈占起等组成的研究团队，在国际上发现首例哺乳动物之外能通过哺乳养育后代的现象。11月30日，研究成果论文以Prolonged milk provisioning in a jumping spider(一种跳蛛的长期哺乳行为)为题在线发表于《科学》。

哺乳历来都被认为是哺乳动物独有的行为，尽管鸟类、蟑螂等一些类群动物也提供类似“乳汁”的分泌物喂养后代，但无论是从行为模式上、持续时间上还是功能上都与真正哺乳动物的哺乳相差甚远。版纳植物园该项研究发现一种跳蛛(大蚁蛛)具有长期的“哺乳行为”，且这种哺乳行为在上述各方面都和哺乳动物极其一致。

研究发现，新孵化出的幼蛛会吸食其母亲从生殖沟分泌出的液滴生长发育，且在最初的20天之内完全依赖液体存活。研究人员将该液体称为“蜘蛛乳汁”，经成分测定表明，“蜘蛛乳汁”蛋白质含量是牛奶的4倍左右，而脂肪、糖类含量低于牛奶。20日龄的幼蛛体长可成长到其母亲的一半左右。第 20天到第40天，幼蛛会自己外出捕猎，也会继续从母体吸食“乳汁”，为“断奶”前的过渡期。约40日龄起，幼蛛完全断奶，而此时的幼蛛体长已经达到成年个体的八成。研究发现，幼蛛断奶后并不会离开其母亲，而会继续回巢生活，甚至成年之后的雌蛛后代仍继续和母亲生活在同一巢穴。但雄蛛后代成年后，母亲和其姐妹则会将成年雄性个体驱赶离巢。该蜘蛛会照顾成年之后的后代，表现出超长的亲代抚育行为模式，而这种抚育行为曾被认为仅存在于寿命较长的高等社会性脊椎动物类群中，例如人类和大象。

该研究在哺乳、超长亲代抚育方面的发现将推动科学家重新衡量和定位有关哺乳现象、哺乳行为以及长期的亲代抚育在动物界，尤其是在无脊椎动物中的存在现状、进化历史和意义。

动物生态学家Nick Royle认为，大蚁蛛的长期哺乳行为研究成果令人振奋，在整个动物界，除了哺乳动物以外，亲代为后代提供来自亲代体内物质的现象非常罕见，而该研究在大蚁蛛中发现了亲代长期抚育后代的证据，以及在无脊椎动物中发现了迄今为止最全面的超长亲代抚育的证据。大蚁蛛是独立于哺乳动物系统进化而来的，该发现可帮助科学家更好地了解亲代对后代长期乳汁喂养的进化。