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蜘蛛

2019-06-17吕雪萱

第二课堂(初中版) 2019年6期
关键词:蜘蛛丝蜘蛛网猎物

吕雪萱

蜘蛛用8条腿(步足)钩住向四周放射的丝,从早到晚,几乎一动不动地待在网上。可是,一旦有一只苍蝇或别的昆虫撞上它布下的网,它就迅速扑上去,将猎物缠住并把它的体液吸干。

一张蜘蛛网的直径可达50厘米或更大,而重量却不过几毫克。织网用的丝是蜘蛛从腹部的纺织器中分泌出来的,具有很高的强度。科研人员深入研究后发现,每根丝都是由大约20根更细的丝组成,而且整个蜘蛛网上的丝还分成两种类型:黏的和不黏的。一圈圈环绕在中心的蜘蛛丝具有很大的黏性,好像浸透了胶水;从中心向四周放射的丝却一点儿也不黏,连表面都是干燥的。蜘蛛在网上行走,步足仅仅落在不黏的丝上,以免被自己布下的陷阱缠住。

蜘蛛网不仅是蜘蛛的捕食工具,也是它感觉器官的延伸。蜘蛛待在网中心,步足几乎与网垂直,牢牢地钩住丝。当网的某一部分发生振动时,只有落在振动的丝上的步足随着振动起来,蜘蛛的整个身体仍然保持不动。感觉到振动的器官将信息传给大脑,蜘蛛就根据振动的特点辨别是什么东西引起的振动,是猎物、风、落叶,还是天敌。

接着,蜘蛛就转向发生振动的方向。人们也许会猜想:蜘蛛一定立即看到那个捣乱的家伙了。其实不然,蜘蛛的视力极弱,它头上虽然长着8只眼睛,但它几乎是“睁眼瞎”。为了证实这一点,我们可以做一个实验:在一根蜘蛛丝上轻轻造成振动,如果振动频率与一个小猎物(如一只苍蝇)发出的嗡嗡声一样,蜘蛛就立即将腿放在发生振动的丝上,以便弄清对方的位置,接着就向振动源扑去。然而,只要经过一两次用丝缠绕猎物的试探,蜘蛛就明白了自己的错误,很快退到网中心去了。

蜘蛛几乎完全依靠蜘蛛网来感知外部的信息。即使为了避寒或躲雨而躲进一片自己“缝”起来的树叶,它也会从网上拉一根单独的丝,丝上的振动可以告诉它出现的是猎物还是天敌。

1880年,英国自然学家鲍埃斯第一次证明蜘蛛会向振动源发起进攻。为了弄清这个振动通信系统的作用,鲍埃斯后来又进行了许多次实验。

对蜘蛛网的研究相当困难:因为蜘蛛网极轻,任何东西一放上去,甚至仅仅和网接触,也会对振动产生影响。蜘蛛本身的体重比网重100多倍,但它对网的振动影响却很小。这是因为它并不是以身体和网直接接触,而仅仅用轻而软的腿来触网。特别是在蛛丝上制造的某些频率的振动,会使蜘蛛“以假当真”,直接扑向这个振动源,从而导致实验的失败。

为了测量蜘蛛网上的振动,测量仪应该具备三个条件:首先是不能接触蜘蛛网,也不能在网上增加任何额外的重量;其次是测量仪器要能记录相当宽范围的振动频率,因为蜘蛛能感受到从l赫到10 000赫的振动,最后,仪器还应具有较高的灵敏度,并且能适应各种强度的振动,因为蜘蛛能觉察从0.01微米到l毫米振幅的任何振动。

为了消除各种干扰因素,深入分析蜘蛛网上的振动现象,德国康斯坦茨大学生物学院的昆虫学家们研究出了十分精细的技术——用激光和光敏元件来测量蜘蛛丝的各种振动。

当激光射向一根蜘蛛絲时,反射回来的光的频率会按照蜘蛛丝的振动方向而变化。如果丝振动方向远离激光器,反射的光频就会降低,反之光频会升高。

制造振动可以用一只真的昆虫,也可以用下面这个办法:用蜂蜡将蜘蛛网的几根丝粘在一个小型压电振动发生器上,这样可以不致破坏蜘蛛网的位置和平衡。

生物学家们将猎物发出的振动分为三种类型来研究:沿着丝的轴线方向的“纵向振动”,它使蜘蛛丝像弹簧一样一松一紧;与网平面垂直方向的“横向振动”;以及在网平面上并与丝垂直方向的“侧向振动”。

据国外媒体报道,在美国俄勒冈州的一个实验室里,科学家用铝材料和绳索制作了一个宽度达两米的巨大“蜘蛛网”,用来研究蜘蛛如何感知猎物的振动,并精准地进行定位。

俄勒冈州立大学的研究者罗斯·哈顿说:“我们用两种不同的绳索编织了这个网,正如蜘蛛用两种不同组成成分的蛛丝编织蛛网。”从中心辐射而出的绳索是用较硬的尼龙降落伞绳制成,缠绕其间的“螺旋线”则用的是有弹性的缆绳。

整个网放在一个八边形框架内,其中一边附近绑着一个喇叭,用来提供高频的振动。“这是一个很大的低音喇叭,因此我们可以很好地推动这个网 ——它可以提供相当大的力量。”哈顿博士说。在网的中央放着一只人造蜘蛛:一个简单的、具有8条腿的结构,不会移动,但能够探测到线的振动,就像真正的蜘蛛一样。

当一只不走运的昆虫落在蛛网上,它的振动就会将蜘蛛从蛛网中心位置吸引过来。但蜘蛛是如何解读这些信号的呢?这还是一个谜。专家猜测,大约高频率的振动使蜘蛛辨认出落入网中的是一只活的昆虫,而低频振动则代表风、落叶或其他无生命的东西。但是,正因为如此,蜘蛛有时也会上当:如果落入网中的昆虫装死不动的话,它就有可能不被蜘蛛发觉。

此外,蜘蛛的求偶行为是极其特殊的,振动便是它们传递求偶信息的媒介。

到了夏末的繁殖季节,首先,雄蜘蛛在自己的网中央排出一滴含有精子的黏液,然后将头上的两只脚须伸进这个液滴,用脚须末端的交配器吸取精液。接着,它就去寻找一只蹲在网上的雌蜘蛛。当它接近雌蜘蛛时,即放出一根丝挂在雌蜘蛛的网上并使它振动起来。雌蜘蛛觉察到这个“良性振动”,就离开自己的网爬到这根丝的尽头与雄蜘蛛相会。于是,雄蜘蛛便迅速将它的交配器伸进雌蜘蛛的生殖孔,射出里面的精液。有时,交配结束后,雌蜘蛛会将逃跑不及时的雄蜘蛛吃掉。但有时情况并非如此,早有准备的雄蜘蛛会带着一只苍蝇或一只别的昆虫作为“彩礼”去见雌蜘蛛。这样,交配后的雌蜘蛛大嚼这份“礼物”时,雄蜘蛛就乘机逃之夭夭,到别的地方去寻找新的对象,再次传递它的“良性振动”去了。

(编辑 文 墨)

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