狼蛛科蜘蛛的研究進展

易杰群，劉 敏，肖 榕，武 韓，劉鍵柏，李繼虎，朱家云，付 迪，張逸飛，成印潔，盧穎林，安玉興*

(1.廣東省科學院 南繁種業研究所/植物健康與逆境治理研究室，廣東 廣州 510316； 2.貴州大學 昆蟲研究所/貴州山地農業病蟲害重點實驗室，貴州 貴陽 550025)

0 引言

狼蛛科(Lycosidae)隸屬節肢動物門(Arthropoda)螯肢亞門(Chelicerata)蛛形綱(Arachnida)蜘蛛目(Araneae)，全世界已有記述的狼蛛科蜘蛛有124屬2 428種[1]，是蜘蛛目的第4大科。狼蛛科蜘蛛廣泛分布于世界各地，能靈活地游獵于地面和水面，是一類游獵型蜘蛛[2]。作為重要的捕食天敵之一，狼蛛科蜘蛛在生態系統的良性循環中發揮著重要的作用。國外已有較多關于狼蛛科蜘蛛的相關研究報道，主要涉及分類學、生物學和生態學等[3-5]。國內關于狼蛛科的研究始于1978年，宋大祥等[6]首次報道了狼蛛科蜘蛛的形態特征及生物學特性，其中較為詳細地記載了擬環紋狼蛛(Lycosapseudoannulata)和擬水狼蛛(Piratasubpiraticus)的生態習性。此后，王洪全等[7-8]先后報道了擬環紋狼蛛相互殘食現象、生活習性和生活周期等。2000年以來，國內陸續報道了狼蛛科蜘蛛的分布，并對其雌雄蛛的形態特征進行了詳細的描述[9-10]。同時，狼蛛毒素的價值也受到廣泛關注。為此，從狼蛛科蜘蛛的分類學、生物學和資源保護與開發利用方面進行概述，以期為同類及相關研究提供參考。

1 狼蛛科的分類學

國外學者最早于19世紀30年代開始進行狼蛛科的分類學研究，隨后，狼蛛科的分類學迅速發展，國外學者總結了更為詳細的分類系統。PETRUNKEVITCH[11]將狼蛛科確定為5個亞科。隨著研究的深入，出現了許多新的分類階元。LEHTINEN等[12]于1979年建立新的狼蛛科亞科，即脈狼蛛亞科(Venoniinae)和佐卡蛛亞科(Zoicinae)。狼蛛生殖器的形態和結構是其早期分類研究的重要依據，ZYUZIN[13]根據各地雄蛛觸肢器結構的差異建立了狼蛛科7亞科分類系統。FRAMENAU[14]對澳大利亞狼蛛雄性觸肢器結構進行了研究，以此提出建立1個新亞科Artoriinae，觸肢器結構的細微差異成為分類學家劃分屬種、亞科的重要依據。近年來，SANKARAN等[15]提出建立狼蛛科1個新屬Oviagen. nov.。AZARKINA等[16]報道，古北區狼蛛科1個新屬Halocosagen. nov.。以上研究為我國狼蛛科分類學研究提供了參考。

我國早期因文獻資料和技術不足等原因對蜘蛛的研究成果較少，狼蛛科的研究起步晚，20世紀70年代末，宋大祥等[6]為我國狼蛛科的分類學研究拉開了序幕，顏亨梅等[2,17-18]也為我國狼蛛科分類學研究作出了較大貢獻。虞留明[17]于1986年記述了中國狼蛛科蜘蛛12屬112種，并認為采用傳統3亞科分類系統水狼蛛屬(Pirata)應歸入馬蛛亞科(Hippasinae)。何繼滿等[19]運用分支分析法研究我國11屬狼蛛的18個特征認為，狼蛛亞科的潮狼蛛屬、獾蛛屬和熊蛛屬應自成亞科，故新增潮浪蛛亞科(Hygrolycosinae)和熊蛛亞科(Arctosinae)，并將狼蛛科劃分為5亞科。尹長民等[18]記述我國狼蛛科蜘蛛13屬135種。SONG等[20]報道了我國狼蛛科蜘蛛15屬198種。2000年以來，國內陸續報道狼蛛科的分布。胡金林[21]記載了青藏高原狼蛛7屬52種。潘菲等[10,22]分別記述了分布于我國西雙版納的10屬23種狼蛛和云南高黎貢山的10屬62種狼蛛。

隨著分子生物學技術的快速發展，狼蛛科的分類學研究涉及DNA條形碼、分子標記技術、染色體組型分析等多種系統分類方法。晏毓晨[23]首次采用DNA測序技術對我國狼蛛科常見26種狼蛛的線粒體16sRNA部分序列研究發現，部分分子系統樹分析結果與傳統形態分類系統存在分歧。分子系統樹顯示水狼蛛屬(Pirata)和馬蛛屬(Hippasa)應由不同分支進化而來。傳統形態分類系統則認為，馬蛛屬和水狼蛛屬應歸屬同一亞科。王斌等[24]利用RAPD技術對江西馬頭山自然保護區5種狼蛛科蜘蛛的遺傳多樣性研究結果表明，5種狼蛛的種內遺傳多樣性較低，但種間遺傳多樣性較豐富，且外部形態相似的狼蛛種間遺傳距離較近，親緣關系也較近。BARRETT等[25]研究表明，基于COI基因的DNA條形碼技術在蛛形綱物種鑒定中的有效性。此后，DNA條形碼技術作為一種輔助蜘蛛物種鑒定新技術受到重視。劉娜[26]報道了DNA條形碼技術在多數狼蛛科蜘蛛類群中的可行性。李志月[9]采用DNA條形碼技術對河北小五臺山狼蛛科蜘蛛的分類地位進行了較為系統的研究。李娜[27]研究發現，狼蛛精巢形態以及其減數分裂過程中的染色體形態和行為在屬間差異顯著，可作為較穩定的種屬間鑒別特征。NASEEM等[28]研究認為，DNA條形碼技術有助于將狼蛛標本準確地分配到正確的分類單元，在鑒別一些形態學特征不明確的幼蛛時，采用DNA條形碼技術進行分類，其結果更加可靠。

2 狼蛛的生物學特征

狼蛛科蜘蛛適應性強，能棲息于草叢、田邊、石下、山林、海濱和沙漠等各種生態環境[29]，其捕食量大、范圍廣，常以飛虱、葉蟬和稻螟等為食，且喜好捕食活獵物，特殊情況下也有個別種類取食死的獵物。多數狼蛛不以結網捕食，與其他蜘蛛一樣利用螯牙注射毒液，麻痹獵物；雌性狼蛛壽命較長，可存活數年，而雄蛛壽命較短，很少超過1年[30-31]。

2.1 捕食行為

蜘蛛尤其是狼蛛的行為學研究受到廣泛關注，獵物密度、環境溫度、濕度和光照等因素均對狼蛛的捕食作用產生影響。擬環紋豹蛛的捕食率隨著獵物密度的增大而增加，其能根據獵物密度的增長調整對獵物的捕食功能，符合II型功能反應[32]。天敵自身密度對捕食量的影響比獵物密度對捕食量的影響更大，且害蟲間存在的交互效應也對狼蛛的捕食作用產生不同程度的影響[33]。譚昭君等[34]研究發現，狼蛛的捕食率隨光照強度的增加而下降，處于黑暗條件下的狼蛛視覺敏感性增強，有利于更好地適應弱光環境。溫度對狼蛛捕食率的影響最大，26℃時狼蛛最活躍，捕食率最高。丁宇[35]研究發現，擬環紋豹蛛體內存在多種內共生菌，且內共生菌與獵物體內的共生菌均能對其捕食量產生影響。狼蛛能對來自獵物的化學信號做出反應，并偏好于最近獵物的相關信號[36]，該化學信號在天敵與獵物間的信息傳遞中起著重要的作用。天敵尋找獵物不僅需要依靠化學信息，還要憑借視覺、觸覺、聽覺和嗅覺的作用。擬環紋豹蛛的聽覺、化學感受器、嗅覺在其尋覓和定位獵物時的作用，隨著聲源間距和獵物體液氣味端距離的增加，其對氣味以及聲音的敏感程度均會下降，對獵物體液氣味的反應比體表氣味更為敏感。汪波等[37-39]報道，在一定距離下，擬環紋豹蛛可以依靠聽覺定位獵物，且雌蛛對獵物的振翅聲音比雄蛛更敏感。狼蛛還擁有與其他蜘蛛一樣的同類相食行為，該行為可能發生在交配期及其交配前后，且饑餓的狼蛛比飽腹的狼蛛捕食同類物種的比率更高，雌蛛選擇吃掉雄蛛的時期是動態的，取決于雄性作為配偶和食物的相對價值[40-41]。

2.2 繁殖行為

狼蛛科蜘蛛的繁殖在其行為學研究中占據重要地位。王洪全等[8]報道了擬水狼蛛的求偶交配和產卵育幼行為等生物學特性，初步描述了擬水狼蛛的求偶和交配過程，但并未提及雄蛛識別雌蛛的方式。陳軍等[42-43]研究發現，雌蛛蛛絲上具有被之前其他雄蛛占據過的化學信息，雄蛛利用觸肢上的化學感受器感知該信息，可以識別其是否已交配，并判斷該雌蛛的位置，當雌蛛與雄蛛相遇便表現出求偶行為。除化學信息外，影響狼蛛求偶和交配行為的因素很多。JIAO等[44]研究發現，環境溫度對星豹蛛(P.astrigera)求偶和交配行為有顯著影響，隨著溫度的升高，雄性星豹蛛的求偶潛伏期、求偶持續時間和交配持續時間逐漸下降。嚴倩[45]研究表明，擬環紋豹蛛求偶強度隨日齡增大而增強，且求偶強度越高其交配成功率越高。在一個交配系統中，雌蛛與已連續交配精子可能耗盡的雄蛛交配會承擔一定的風險，雄性交配史對隨后交配成功的雌蛛有顯著的負面影響，但對求偶持續時間和求偶強度影響不大[46]。獨特的攜幼行為是狼蛛區別于其他蜘蛛的重要特征，但攜幼行為對簡突水狼蛛(P.haploapophysis)幼蛛體重增長、發育歷期及產卵率、死亡率、產卵袋數等無顯著影響[47]。吳啟佳[48]發現，星豹蛛雌蛛的配偶選擇能提高其后代的遺傳效果，且星豹蛛雌蛛能夠準確識別幼蛛是否為自己的后代，通過攜幼提高后代的適應度。狼蛛年齡和卵囊是否丟失對狼蛛母體行為和活動能力均有影響，狼蛛卵囊的存在不會限制母蛛的運動，其活動水平與從未交配過的雌蛛相似，但卵囊的丟失會改變母蛛的行為和活動能力，部分母蛛能重新找回并連接上丟失的卵囊[49]。

2.3 生長發育對環境的響應

環境對狼蛛科蜘蛛的生長發育具有較大的影響。XIAO等[50]報道，擬環紋豹蛛在溫度脅迫下的轉錄組反應和差異表達的核糖體蛋白基因有利于適應溫度脅迫，該結果有助于理解蜘蛛響應溫度脅迫的生理生化機制。HEIN等[51]研究發現，具有廣闊生態位和廣泛地理分布的狼蛛較易適應寒冷環境的溫度變化。李薩麗等[52]研究發現，重金屬源農藥污染也是影響狼蛛生長發育的重要因素之一，環境中的重金屬鉛和鉻能抑制星豹蛛成蛛體內谷胱甘肽硫轉移酶的活性，但星豹蛛能通過激活過氧化氫酶和超氧化物歧化酶活性來增強機體的解毒能力，實現自身保護。BEDNAREK等[53]報道，污染越嚴重的地區，熱應激反應中Hsp70的水平越低。卓俊哲[54]對鎘脅迫及低溫下的擬水狼蛛進行轉錄組測序結果表明，長期鎘脅迫對擬水狼蛛幼、成蛛的越冬產生不利影響。

3 狼蛛資源的保護與開發利用

3.1 資源保護

狼蛛科蜘蛛多樣性豐富度高，存在著多種多樣的生活史和生態偏好，是生態系統中一類關鍵的捕食性天敵，其活動能力及適應性強，對城市變化反應快速，是重要的環境指示類群[55]。狼蛛科的擬環紋狼蛛和擬水狼蛛等能有效控制飛虱和葉蟬等稻作害蟲，但現階段的害蟲防治仍以化學農藥為主，生物防治為輔，狼蛛及各類害蟲天敵與作物處于同一生態體系中，過量使用化學農藥，頻繁的農事活動等均會對其造成影響，甚至帶來毀滅性災害[56]。姚成志等[57-58]研究表明，常見的稻田農藥對擬水狼蛛棲境選擇有負面影響，阿維菌素和丁草胺等農藥對擬水狼蛛具有顯著的驅避作用，即使是在田間推薦劑量的使用下，擬水狼蛛對獵物的攻擊頻次、捕食量及其活躍時長均顯著降低。因此，科學合理的選用農藥，控制其使用劑量，是保護和改善蜘蛛生存環境的重要環節。為避免影響農田系統中的狼蛛，可采取一些保護措施，在稻田周圍栽種一些適宜蜘蛛棲息的經濟作物，如豆科植物，為狼蛛創造良好的生長繁殖環境；還可堆放雜草或草把，幫助狼蛛棲息、隱蔽和越冬，也可提高土壤中有機質含量；在農藥選擇時，要盡可能選擇高效安全的農藥品種，選擇適宜的施用濃度，減少使用次數，掌握使用方法，禁止使用毒死蜱和阿維菌素等對狼蛛產生毒害的農藥[59]。

3.2 資源開發與利用

許多蜘蛛能利用織網和分泌毒液捕食害蟲和防御天敵。昆蟲作為蜘蛛的天然獵物，毒液中含有針對昆蟲的生物活性成分。LIU等[60]認為，蜘蛛毒液含有新的昆蟲選擇性化合物，有助于開發新的和安全的殺蟲劑。TAHIR等[61]對蘇門答臘豹蛛(P.sumatrana)和伯蘭豹蛛(P.birmanica)的毒液提取鑒定結果表明，狼蛛粗毒液和蛋白質組分都具有殺蟲活性。近年來，在許多蜘蛛毒液中發現具有鎮痛作用的活性肽[62]。蜘蛛毒素成分的提純分化研究已取得不少成果，許多蜘蛛毒素成分中含有高度穩定和抗蛋白水解的二硫鍵多肽，具有獨特的生物活性和穩定性，使得蜘蛛毒素多肽成為具有開發價值的藥物[63]。國內關于狼蛛科蜘蛛蛛毒開發利用的研究報道不多，目前，文獻記載較多的僅有穴居狼蛛(L.singoriensis)的毒素開發利用。穴居狼蛛毒液多肽具有極大的生物學多樣性，張勇群等[64]從穴居狼蛛粗毒中提取出一種細胞裂解肽，能夠抑制癌細胞增殖，誘導細胞凋亡，殺死多種癌細胞，對于開發治療子宮頸癌、肝癌和肺癌等實體瘤的藥物有著較好的應用前景。唐興等[65]研究發現，與穴居狼蛛親緣性較近的中華狼蛛(L.sinesis)毒腺cDNA文庫篩選到的毒素與穴居狼蛛抗腫瘤肽LSTX-A1的前體序列高度相似，推斷中華狼蛛也具有與穴居狼蛛類似的抗腫瘤活性。蘇格[66]從格氏狼蛛(L.Grahami)毒素轉錄組中發現一種多肽毒素LGTX-F2，該毒素有助于探究癲癇、缺血性腦中風等疾病生理病理機制，進一步加深對外周疼痛的了解。

4 展望

目前，國內外研究者已從多角度對狼蛛科進行研究，主要涉及狼蛛科的分類學、生物學和生態學等。狼蛛作為害蟲的重要捕食性天敵，是影響害蟲種群動態的重要因子，在農業可持續發展中有著廣闊的應用前景。在狼蛛的生態學研究中，關于共生菌是否能在狼蛛科蜘蛛中普遍存在、其同類相食在營養生態中的作用以及作為害蟲天敵在生物控制上的潛在用途還有待進一步探究。近年來，隨著分子生物學技術的不斷發展，狼蛛毒素的開發利用已受到廣泛關注。目前，已發現狼蛛科狼蛛屬蜘蛛是我國蛛毒開發利用的重要資源，其毒素中具有能使癌細胞凋亡的抗癌活性肽，對于開發治療癌癥等實體瘤的藥物有著較好的應用前景。研究已從多種蜘蛛中提取出殺蟲肽，但受國內技術和文獻的限制，涉及狼蛛科蜘蛛毒素資源開發利用的研究較少，今后可深入研究狼蛛毒素殺蟲肽在農林生防中的應用，有利于更好地發揮其天敵作用。相信在未來分子生物學技術高速發展下，狼蛛科蜘蛛資源的開發與利用研究定會取得新的突破。