11万只蜘蛛织出100平方米巨网,它们在洞穴里搭建“超级工程”
在秘鲁的洛斯阿米戈斯生物站,一只蜘蛛正伪装在蛛网上,网面还附着一些碎屑——借助这种方式,蜘蛛能让自己更难被发现。| 国家地理图片集
在阿尔巴尼亚与希腊交界的一处地下洞穴深处,有一条狭窄通道。科学家们蹚着齐腰深的黑水,紧紧抓着绳索艰难前行,最终有了一个令人震惊的发现。
手电筒的光束下,一面闪烁着微光的蛛网墙绵延开来,一眼望不到尽头。这张蛛网由两种蜘蛛共同织就,数量超过11万只,覆盖面积约106平方米。
有时,蛛网积得太厚,局部已经开始下垂。或许正是因为这个洞穴地处偏远、环境封闭,这张蛛网才能长得如此巨大。在这座位于硫磺洞穴(Sulfur Cave)的“蜘蛛繁华都市”里,源源不断的蠓虫(midges)为蜘蛛们提供了充足的食物。
研究人员在近期发表的文章中描述了这一场景,称其为“一个非凡的群居蜘蛛群落”。 这一罕见发现,只是近期蜘蛛世界诸多新奇现象中的一个。
蜘蛛织网不仅是为了捕捉猎物,还会用蛛网包裹卵囊、传递振动与信息素信号,甚至分泌黏液来困住捕获的猎物。
几个世纪以来,这种带黏性的蛛网结构一直吸引着人类——古希腊人和古罗马人就曾用蛛网来包扎人类的伤口。而就在过去几个月里,科学家们又记录下了不少令人惊叹的蛛网新结构与蜘蛛新行为。
从会给蛛网“装饰”的蜘蛛,到能织出自身“巨型诱饵”的蜘蛛,科学家们仍在不断揭开蛛网背后令人叹服的奥秘。
“蛛丝的进化,是生命史上最神奇的事件之一。”纽约美国自然历史博物馆的生物学家谢丽尔·林(Cheryl Hayashi)表示。
她指出,蛛丝的进化并非只发生过一次,而且它也不像管道胶带那样是“万能工具”。相反,蛛丝是一种持续变化的物质。“蜘蛛一直在不断拓展蛛丝的用途,总能找到新的使用方式。”
会“搞艺术”的蛛形纲动物
“对蜘蛛来说,蛛网几乎相当于一个额外的器官。”意大利帕维亚大学的博士后研究员加布里埃莱·格雷科(Gabriele Greco)说道。
从生物学角度来看,蛛网被定义为“延伸表型”,意思是蛛网是蜘蛛分泌出的外部结构,能够反映其基因组特征。
格雷科解释道,这更“像是多了一根头发、一条手臂”——就好比你的房子是你身体的延伸一样。 这个“额外肢体”能给蜘蛛带来不少好处。
2022年的一项研究显示,圆网蜘蛛会把蛛网当作“延伸的耳朵”来感知振动,使其感知范围扩大了多达1万倍。蛛网就像一个巨型声学天线,能捕捉空气中的动静,并将信号传递给蜘蛛。
但人类对蛛网的独创性与复杂性,才刚刚开始深入了解。比如,科学家们长期以来都在好奇,为什么蛛网上会有锯齿形丝线这类额外的“装饰”。
格雷科近期在《公共科学图书馆·综合》期刊上发表的研究表明,这些被称为“稳定丝”的“艺术装饰”,在猎物被粘丝困住时,会影响振动在蛛网上的传播。
不过,这对蜘蛛来说也有取舍——添加“装饰”会增加蛛网的重量,目前关于这一行为的争议仍未平息。
“没人能确切说清,蜘蛛为什么要给蛛网做‘装饰’。”格雷科表示。 蛛丝的化学成分包含超过2200种蛋白质,这也是当前的热门研究领域。
在近期的一项实验中,格雷科给蜘蛛喂食碳纳米管等纳米材料,随后这些蜘蛛产出了天然增强型蛛丝。此外,他还在运用人工智能和机器学习技术,进一步研究蛛网的结构与功能。
蛛网里的“持久诱饵”
拉里·里夫斯在菲律宾的一片丛林中行走时,有个东西吸引了他的目光:
一张蛛网上趴着一只他从未见过的蜘蛛。里夫斯凑近一看,却惊讶地发现那根本不是真蜘蛛——而是用蛛丝和植物材料织成的巨型蜘蛛形状。
“那是第一个信号,”他说,“这可能是个全新的发现。”后来,里夫斯在一次会议上听了另一位研究员菲尔·托雷斯(Phil Torres)的报告。托雷斯提到,秘鲁有一种蜘蛛也会在蛛网上织出类似蜘蛛的结构。这个巧合让两人决定联手研究,还有几位同事也加入了团队。
近期,该团队在《生态学与进化》期刊上发表了关于艾蛛属蜘蛛蛛网中“假蜘蛛”的新研究。研究指出,这些“诱饵”由蛛丝、植物残体和猎物残骸制成,有些看起来比较粗糙,但有些却能精准还原蜘蛛的外形。
研究人员推测,这些巨型“诱饵”的作用是抵御天敌。这些“诱饵”看起来比蛛网上那些只有半英寸长的真蜘蛛大得多,因此,任何靠视觉捕猎的天敌看到后,都会选择避开。
“它们会发现那里有一只更大的蜘蛛,而这只蜘蛛很可能不在它们的捕食范围内,于是就会避开这张蛛网——因为它们看到的蜘蛛,已经超出了自己想要捕食的体型范围。”里夫斯解释道。
未来的实验可能会进一步研究蜘蛛织“诱饵”的不同策略。即便如此,科学家们仍对蜘蛛利用周围材料进行“建造”的能力感到惊叹。
“目前已知,只有四种生物能从零开始建造比自身更大的结构,”托雷斯说,“其中三种就是这类蜘蛛,另外一种就是人类。”随着蜘蛛不断为科学界带来新发现,蛛网的艺术性与工程学魅力也将持续让人类惊叹。
在林看来,阿尔巴尼亚的洞穴蜘蛛向我们展示了蛛网如何与周围环境互动——蜘蛛会根据所处环境、自身大小,甚至可获取的食物资源,来调整蛛网的形态。
“就像如果你是一名画家,知道怎么画某幅特定的画,当你有了不同的画布,就会做出相应调整一样,”她说,“蜘蛛也是如此,它们会利用身边能找到的材料来织网。”
版式设计:Arvin
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