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生物进化与环境之间有着不可分割的联系,生物总是朝着适应环境的方向进化的。当生物栖息的环境中某一环境因子发生变化,而这种变化超过了生物对这一因子的耐受范围时,生物就会受到捕食、求偶等各方面的影响甚至生存的威胁。动物身体颜色改变是在长期的自然选择和淘汰过程中适应环境的一种表现。很多动物的身体颜色会随着环境的变化而发生变化,这在吸引配偶、抓捕猎物等方面起着重要作用。除此之外,体色改变还可混淆捕食者的视觉,从而达到保护自我,躲避天敌的作用。研究动物身体颜色的多样性对研究动物生态学有重要意义。引起动物身体颜色的变化的内在因素主要有表皮色素细胞数量、体内色素酶含量、以及体内外的寄生等;引起动物身体颜色改变的外部因素有:温度、湿度和光照等。目前,国内外有关动物体色的影响因素及功能的研究报道很多,但关于蜘蛛体色变化的原因及功能的研究相对较少。研究蜘蛛体色变化对研究蜘蛛的行为学、生物学特性有重要作用,同时也助于农田优势种蜘蛛的保护与利用研究。指涡蛛Octonoba digitata属于妩蛛科,涡蛛属。指涡蛛雌蛛的背部颜色存在差异,主要表现为黑白两种颜色。本文研究了指涡蛛体色变化的原因及功能。主要研究内容和结果如下:1、指涡蛛体色变化及形成原因初步研究。野外调查发现,雌性指涡蛛体色存在差异,不同生境中采集的指涡蛛体色各不相同,表现为黑色和白色,然而在实验室的交配实验表明,体色不同的指涡蛛可以成功交配产卵,而且卵可以孵化,证明它们是同一个种(蜘蛛中目前还没有发现有杂交现象)。为探讨指涡蛛体色变化的原因,作者对不同颜色指涡蛛表皮中黑色素细胞数量、合成黑色素的关键酶-酪氨酸酶的含量进行了比较。首先采用石蜡包埋切片法,在显微镜下观察蜘蛛表皮中黑色素颗粒差异。结果表明,黑色指涡蛛表皮中黑色素颗粒的数量远远多于白色指涡蛛,证明指涡蛛的两种颜色是由于表皮黑色素细胞数量不同引起的。同时,采用酶联免疫吸附法对不同体色指涡蛛表皮中酪氨酸酶的含量进行测定。结果表明,黑色指涡蛛表皮中酪氨酸酶含量显著高于白色指涡蛛(df=8,t=4.427,p=0.002)。以上证据表明,指涡蛛表皮颜色的差异是由于表皮中黑色素颗粒数量不同引起的,而黑色素颗粒数量的差异是因为酪氨酸酶(合成黑色素的关键酶)的含量不同造成的。2、光照对指涡蛛表皮颜色的影响。野外观察时发现,在光照较亮的生境中采集的指涡蛛体色为白色,而在光照较暗的生境中采集的指涡蛛体色为黑色,因此假设指涡蛛的体色变化主要与其生境中的光照有关。为了验证这一假说,将蜘蛛单只反向饲养(黑色蜘蛛饲养在亮环境中,白色蜘蛛饲养在暗环境中),连续90天,每30天测定一次蜘蛛背部体色的白光反射率,最终选取300nm-700nm波长范围绘制反射波谱图,判定蜘蛛90天内体色的变化趋势。反射波谱图表明,白色指涡蛛在暗处理90天后,表皮颜色逐渐变深,黑色指涡蛛在亮处理90天后,表皮颜色逐渐变浅,证明了光照是改变指涡蛛体色的环境因素。3、指涡蛛体色变化的功能研究。让孵化3-4天的小鸡模拟捕食者,在黑白两种颜色的背景下啄食黑白两种体色的指涡蛛,比较不同背景下啄食不同体色蜘蛛的小鸡数量。结果显示,在黑背景下,啄食白色指涡蛛的小鸡数量(60只,总共73只)极显著地高于啄食黑色指涡蛛的小鸡数量(13只)(χ~2=46.368,df=1,p<0.001)。同样,在白背景下,54只小鸡啄食黑色指涡蛛,19只小鸡啄食白色指涡蛛,啄食黑色指涡蛛的小鸡数量极显著高于啄食白色指涡蛛的数量。这一结果证明了指涡蛛在不同环境下拥有不同体色的功能是躲避天敌。