新大陸捕鳥蛛Neoholothele incei運動活性的晝夜節律特征及其進化意義

《Journal of Ethology》:Circadian rhythms of locomotor activity in the New World tarantula Neoholothele incei (Araneae: Theraphosidae)

【字體: 時間:2025年04月20日 來源:Journal of Ethology 0.9

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   為解決節律生物學中關于自由運轉周期(FRP)變異是否普遍存在的爭議,研究人員以新大陸捕鳥蛛Neoholothele incei為模型,通過光周期控制實驗首次證實:該物種雙峰型晝夜活動受內源性 circadian 調控,FRP 平均接近24小時但存在21-25小時個體變異,為蜘蛛綱節律策略的進化保守性提供了新證據。

  

生物體的晝夜節律(circadian rhythm)與適應度密切相關,地球24小時自轉周期理論上應篩選掉不協調的節律模式。但節肢動物尤其是蜘蛛綱中,自由運轉周期(free-running period, FRP)存在顯著種群變異——某些織網蜘蛛的節律甚至偏離24小時達5-6小時。這種特殊現象此前僅見于蜘蛛大類中的織網類群,其是否具有更廣泛的系統發生分布尚屬未知。

研究者選擇新大陸捕鳥蛛Neoholothele incei(蜘蛛目:捕鳥蛛科)這一遠緣外群物種,在可控光周期條件下監測其運動活性。有趣的是,這種蜘蛛表現出典型的雙峰型晝夜活動模式,既有日間活動高峰又存在夜間活躍期。持續黑暗條件下的實驗數據強有力地證明:這兩個活動峰均受內源性circadian系統調控。

統計分析顯示,該物種FRP平均值與24小時相差不足1小時,但個體間變異范圍達~21-25小時,與部分昆蟲和其他蜘蛛的變異幅度相似。這一發現首次證明:FRP變異(盡管不總是極端偏離24小時)可能是蜘蛛綱普遍存在的節律調控策略,為理解節律系統的進化提供了新的比較生物學視角。

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