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蜘蛛

2019-06-17 05:39呂雪萱
第二課堂(初中版) 2019年6期
關鍵詞:蜘蛛絲蜘蛛網獵物

呂雪萱

蜘蛛用8條腿(步足)鉤住向四周放射的絲,從早到晚,幾乎一動不動地待在網上??墒?,一旦有一只蒼蠅或別的昆蟲撞上它布下的網,它就迅速撲上去,將獵物纏住并把它的體液吸干。

一張蜘蛛網的直徑可達50厘米或更大,而重量卻不過幾毫克??椌W用的絲是蜘蛛從腹部的紡織器中分泌出來的,具有很高的強度??蒲腥藛T深入研究后發現,每根絲都是由大約20根更細的絲組成,而且整個蜘蛛網上的絲還分成兩種類型:黏的和不黏的。一圈圈環繞在中心的蜘蛛絲具有很大的黏性,好像浸透了膠水;從中心向四周放射的絲卻一點兒也不黏,連表面都是干燥的。蜘蛛在網上行走,步足僅僅落在不黏的絲上,以免被自己布下的陷阱纏住。

蜘蛛網不僅是蜘蛛的捕食工具,也是它感覺器官的延伸。蜘蛛待在網中心,步足幾乎與網垂直,牢牢地鉤住絲。當網的某一部分發生振動時,只有落在振動的絲上的步足隨著振動起來,蜘蛛的整個身體仍然保持不動。感覺到振動的器官將信息傳給大腦,蜘蛛就根據振動的特點辨別是什么東西引起的振動,是獵物、風、落葉,還是天敵。

接著,蜘蛛就轉向發生振動的方向。人們也許會猜想:蜘蛛一定立即看到那個搗亂的家伙了。其實不然,蜘蛛的視力極弱,它頭上雖然長著8只眼睛,但它幾乎是“睜眼瞎”。為了證實這一點,我們可以做一個實驗:在一根蜘蛛絲上輕輕造成振動,如果振動頻率與一個小獵物(如一只蒼蠅)發出的嗡嗡聲一樣,蜘蛛就立即將腿放在發生振動的絲上,以便弄清對方的位置,接著就向振動源撲去。然而,只要經過一兩次用絲纏繞獵物的試探,蜘蛛就明白了自己的錯誤,很快退到網中心去了。

蜘蛛幾乎完全依靠蜘蛛網來感知外部的信息。即使為了避寒或躲雨而躲進一片自己“縫”起來的樹葉,它也會從網上拉一根單獨的絲,絲上的振動可以告訴它出現的是獵物還是天敵。

1880年,英國自然學家鮑埃斯第一次證明蜘蛛會向振動源發起進攻。為了弄清這個振動通信系統的作用,鮑埃斯后來又進行了許多次實驗。

對蜘蛛網的研究相當困難:因為蜘蛛網極輕,任何東西一放上去,甚至僅僅和網接觸,也會對振動產生影響。蜘蛛本身的體重比網重100多倍,但它對網的振動影響卻很小。這是因為它并不是以身體和網直接接觸,而僅僅用輕而軟的腿來觸網。特別是在蛛絲上制造的某些頻率的振動,會使蜘蛛“以假當真”,直接撲向這個振動源,從而導致實驗的失敗。

為了測量蜘蛛網上的振動,測量儀應該具備三個條件:首先是不能接觸蜘蛛網,也不能在網上增加任何額外的重量;其次是測量儀器要能記錄相當寬范圍的振動頻率,因為蜘蛛能感受到從l赫到10 000赫的振動,最后,儀器還應具有較高的靈敏度,并且能適應各種強度的振動,因為蜘蛛能覺察從0.01微米到l毫米振幅的任何振動。

為了消除各種干擾因素,深入分析蜘蛛網上的振動現象,德國康斯坦茨大學生物學院的昆蟲學家們研究出了十分精細的技術——用激光和光敏元件來測量蜘蛛絲的各種振動。

當激光射向一根蜘蛛絲時,反射回來的光的頻率會按照蜘蛛絲的振動方向而變化。如果絲振動方向遠離激光器,反射的光頻就會降低,反之光頻會升高。

制造振動可以用一只真的昆蟲,也可以用下面這個辦法:用蜂蠟將蜘蛛網的幾根絲粘在一個小型壓電振動發生器上,這樣可以不致破壞蜘蛛網的位置和平衡。

生物學家們將獵物發出的振動分為三種類型來研究:沿著絲的軸線方向的“縱向振動”,它使蜘蛛絲像彈簧一樣一松一緊;與網平面垂直方向的“橫向振動”;以及在網平面上并與絲垂直方向的“側向振動”。

據國外媒體報道,在美國俄勒岡州的一個實驗室里,科學家用鋁材料和繩索制作了一個寬度達兩米的巨大“蜘蛛網”,用來研究蜘蛛如何感知獵物的振動,并精準地進行定位。

俄勒岡州立大學的研究者羅斯·哈頓說:“我們用兩種不同的繩索編織了這個網,正如蜘蛛用兩種不同組成成分的蛛絲編織蛛網?!睆闹行妮椛涠龅睦K索是用較硬的尼龍降落傘繩制成,纏繞其間的“螺旋線”則用的是有彈性的纜繩。

整個網放在一個八邊形框架內,其中一邊附近綁著一個喇叭,用來提供高頻的振動?!斑@是一個很大的低音喇叭,因此我們可以很好地推動這個網 ——它可以提供相當大的力量?!惫D博士說。在網的中央放著一只人造蜘蛛:一個簡單的、具有8條腿的結構,不會移動,但能夠探測到線的振動,就像真正的蜘蛛一樣。

當一只不走運的昆蟲落在蛛網上,它的振動就會將蜘蛛從蛛網中心位置吸引過來。但蜘蛛是如何解讀這些信號的呢?這還是一個謎。專家猜測,大約高頻率的振動使蜘蛛辨認出落入網中的是一只活的昆蟲,而低頻振動則代表風、落葉或其他無生命的東西。但是,正因為如此,蜘蛛有時也會上當:如果落入網中的昆蟲裝死不動的話,它就有可能不被蜘蛛發覺。

此外,蜘蛛的求偶行為是極其特殊的,振動便是它們傳遞求偶信息的媒介。

到了夏末的繁殖季節,首先,雄蜘蛛在自己的網中央排出一滴含有精子的黏液,然后將頭上的兩只腳須伸進這個液滴,用腳須末端的交配器吸取精液。接著,它就去尋找一只蹲在網上的雌蜘蛛。當它接近雌蜘蛛時,即放出一根絲掛在雌蜘蛛的網上并使它振動起來。雌蜘蛛覺察到這個“良性振動”,就離開自己的網爬到這根絲的盡頭與雄蜘蛛相會。于是,雄蜘蛛便迅速將它的交配器伸進雌蜘蛛的生殖孔,射出里面的精液。有時,交配結束后,雌蜘蛛會將逃跑不及時的雄蜘蛛吃掉。但有時情況并非如此,早有準備的雄蜘蛛會帶著一只蒼蠅或一只別的昆蟲作為“彩禮”去見雌蜘蛛。這樣,交配后的雌蜘蛛大嚼這份“禮物”時,雄蜘蛛就乘機逃之夭夭,到別的地方去尋找新的對象,再次傳遞它的“良性振動”去了。

(編輯 文 墨)

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