公民科学家帮助研究人员解开了关于盲蛛亲代抚育如何演化的长期谜团。利用来自iNaturalist的照片和观察记录,科学家将已知的护卵行为案例增加了一倍以上,并发现母系和父系抚育遵循了不同的演化路径。该项目借助公众数据仅用数天便告完成,展示了公民科学如何在全球尺度上变革生物学研究。
通过将近30年的实地研究与提交给iNaturalist的观测数据相结合,由圣保罗大学一位科学家领导的一个国际团队将盲蛛亲代抚育的记录案例数量增加了一倍以上。扩展后的数据集还使研究人员能够首次重建沟腿总科内母系抚育和父系抚育的演化过程。
公民科学揭示亲代抚育的演化
分析表明,亲代守卫行为并没有遵循一条简单的演化路径。相反,它曾多次出现,在某些支系中丢失,随后又再次出现。
研究人员发现,母系抚育仅从没有亲代抚育行为的物种演化而来,这与先前在昆虫中观察到的模式相符。然而,父系抚育则遵循两条不同的演化路径。它要么直接起源于没有亲代抚育的物种,要么起源于雌性已经负责守卫卵的物种。这表明不同的演化压力塑造了母系抚育和父系抚育的发展。
研究人员提出,当父系抚育从母系抚育演化而来时,这可能反映了一种被称为“增强繁殖力”的性选择形式,即雌性偏爱那些已经在照顾卵的雄性。
为何盲蛛是研究父性的理想对象
目前已鉴定出超过6900种盲蛛,使其成为蛛形纲动物中种类最丰富的类群之一。尽管它们仅占所有节肢动物多样性的约0.6%,但在节肢动物中已知独立演化出父系抚育的案例里,盲蛛占据了一半以上,这使其成为研究亲代抚育演化的绝佳类群。
第一作者Glauco Machado解释道:
“父系抚育在自然界中非常罕见,而且这种行为是多次独立演化出来的。因此,通过研究盲蛛,我们可以探索导致这种行为演化的因素相关问题。在许多由雄性单独照顾后代的物种中,这种照顾活动是一种性选择行为,这意味着雌性更倾向于选择正在照顾卵的雄性。”
iNaturalist大幅扩展了数据集
公民科学项目允许没有受过专业科学训练的人们贡献宝贵的观测数据。在世界各地,志愿者们帮助监测鸟类种群,重新发现“遗失”的物种,甚至通过洞穴艺术揭开古代书写系统的面纱。他们的贡献正日益成为科学数据的重要来源。
Machado的团队在听到关于在鸟类研究中使用公民科学的演讲后,转向了全球性的iNaturalist平台。该网站允许用户从世界上几乎任何地方上传动植物的带有地理坐标的观测记录。
结果展示了公民科学能够多么迅速地加速研究。从1936年到2025年,已发表的科学文献仅记录了80种盲蛛的亲代守卫行为。利用iNaturalist,研究人员将这一总数增加了一倍以上,其中仅通过该平台贡献的新记录就有62条。Machado表示,iNaturalist的搜索工作本身只花了两天时间。
公民科学加速全球研究
据Machado介绍,iNaturalist最大的优势不仅仅在于其包含的观测数量,还在于世界各地的科学家都能获取这些记录。
“这是一个巨大的信息来源,可以提高我们积累生物信息的速度。我永远无法通过走访世界各地的博物馆来完成这项工作。那将非常昂贵,非常耗时,但在这里我们只花了一周时间就完成了搜索。”
通过消除与参观博物馆和大规模野外考察相关的许多成本,公民科学平台正在使大规模生物研究变得更容易开展,特别是对于在“全球南方”工作的科学家而言。
分类学家仍然不可或缺
尽管公民科学的价值日益增长,但研究人员强调,专家级分类学家仍然不可或缺。正确识别物种、确定护卵个体是雄性还是雌性,以及区分真正的亲代抚育与配偶守卫等相似行为,都需要专业的专业知识。
Machado强调了分类学的持续重要性:
“我认为分类学家在现代科学中的作用比以往任何时候都重要。我们无法保护一个没有名字的物种。而名字是由分类学家提供的。所以,这非常重要。”
研究局限性与未来研究
研究人员承认该研究存在局限性。最大的挑战之一是采样偏差,因为积极守卫卵的动物比不提供亲代抚育的物种更容易被注意到和拍摄。
尽管如此,作者认为此类研究有助于填补在了解哪些物种表现出亲代抚育、哪些没有这一问题上的主要空白。由于分析记录中有一半以上是新记录的,Machado相信公民科学将在许多不同动物类群的亲代行为研究中继续发挥越来越重要的作用。
“我认为对于那些研究昆虫、青蛙以及各种既有母系抚育又有父系抚育的动物类群的人们来说,这是一个非常广泛的贡献。”