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风不是主力,新研究发现:蜘蛛仰赖全球电场起飞

2024-11-03 211

蜘蛛能分泌丝、在空中远行数百里,这种现象过去一直有两大理论在相互竞争,一派认为蜘蛛靠风飞行,一派则认为蜘蛛使用静电力。现在,英国布里斯托大学新研究表明,风力确实在迁徙中为蜘蛛提供某种助力,但起飞时更重要的力量来自大自然中的电场。蜘蛛人能力破解了。

蜘蛛没有翅膀,飞行不是它们主要技能,但奇怪的是,它们却会挑一个合适时机(刚刚好的光照、温度及风速),爬至高处喷出缕缕丝线,乘着上升气流“飞”到他处。据嘉义县政府农业处官网解释,蜘蛛这种极特别的迁移方式称为空飘(ballooning),几乎所有蜘蛛都会以此方式移居。

一般而言,繁殖季节中的幼蛛常利用这种空飘方式,离开成蛛活动的地方寻找新栖地,虽然距离大多只有数米远,但也极可能是蜘蛛迁徙至不同岛屿的方式;另外,结网性蜘蛛捕不到猎物、或环境大幅改变成不适合栖息的环境(如作物采收后变成荒地)时,也容易产生此行为,所以台风过后或是蜘蛛繁殖期,乡村田间都可能出现铺天盖地的蜘蛛丝──它们正在搬家。

长久以来,无翅蜘蛛如何在空中飞行数百英里的谜团引起了生物学家兴趣,达尔文 1839 年发表《小猎犬号航海记》(The Voyage of the Beagle)著作,描述他在小猎犬号(英国皇家海军的双桅横帆船)航行世界期间的所见所闻,其中便记载他看见数百只小蜘蛛降落在船上,而船此时还在航向布宜诺斯艾利斯的途中,距离陆地百公里。

人们普遍认为蜘蛛飞行依赖风,但事实上,就算天气没有风或下雨时,科学家也观察到蜘蛛起飞了,于是,另一个蜘蛛飞行依赖静电力的古老理论始终存在。最近,来自英国布里斯托大学的新研究支持了静电力理论。

研究主要作者、生物物理学家 Erica Morley 表示,以风做为驱动因素的现有理论无法完全预测蜘蛛的空飘模式,为什么在某段日子里蜘蛛会倾巢而出,但某些日子里却没有半只蜘蛛尝试飞行?

团队将研究重点放在大气电势梯度(Atmospheric Potential Gradient,APG)上,这是一种围绕着地球旋转的全球恒定电路,当天气不稳定时,APG 可能会增强,当天空无云时,APG 可达每米 100 伏特,如果是雷暴天气,APG 可以上升到每米 10000 伏特。科学家之前已证明有些昆虫能藉它使力,比如蜜蜂利用它与蜂巢通讯、大黄蜂利用它寻找花粉。

现在,研究人员于实验中将蜘蛛置于完全没有空气流通的封闭塑胶盒内,打开电场后,发现蜘蛛脚上的细毛开始移动,就像人类头发碰到静电时会竖立起来一样,蜘蛛开始伸直脚、自豪地露出腹部,接着喷出蜘蛛丝,起飞了;但当电场关闭,好像一股无形的力量瞬间消失,蜘蛛又落寞的回到地面。实际上,研究人员还可以用电控制蜘蛛飞行的高度。

▲ 蜘蛛脚上的细毛在电场中竖立。(Source:取自研究论文)

研究人员认为,蜘蛛可能先利用丝与大气电场的摩擦力起飞到某个高度,之后再顺着风旅行,这项研究改变了我们对蜘蛛的既有认知,也有助于理解物种分布及生态恢复能力。此外,研究也表明了动物或昆虫超越人类,能以自然的方式适应环境。

新研究发表在《Current Biology》期刊。

  • Electrifying secret of the spiders that fly
  • Spiders Feel The Electricity In The Air – And Use It To Fly
  • It turns out spiders ’fly’ on magnoelectricity
  • Arachnids may sense electrical fields to gain a true spidey sense

(首图来源:布里斯托大学)

2019-03-11 23:31:00

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