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万类皆有性,各各禀天和。蚕身与汝身,汝身何太讹。
蚕身不为己,汝身不为他。蚕丝为衣裳,汝丝为网罗。
济物既无功,害物日已多。百虫虽切恨,其将奈尔何。
——唐·孟郊《蜘蛛》
这首诗中,诗人对蜘蛛持负面印象,以讽刺那些无恶不作、鱼肉百姓的权贵豪绅。
实际上,蜘蛛是极为有益的益虫。
蜘蛛是自然界最常见的节肢动物之一,全世界有多种蜘蛛,有幽灵蛛、圆网蛛、草蛛、狼蛛、花蛛……从天上到地下,从陆地到海洋,到处都有它们的踪迹。大多数蜘蛛都会吐丝织网。蜘网不仅巧妙、复杂,而且功能齐全、设计精细,陷阱密布,网上有通信线、报警线、行路线、餐室、婚室、育儿室等等,如一个神奇的迷宫。
蜘蛛与人类关系密切,生活在田野的蜘蛛是保卫庄稼的忠诚卫土:跳蛛在地面巡逻;圆蛛、营巢蛛在植物叶面上结网;水狼蛛封锁水面。无论天上飞的、地上跑的、水上游的,那些飞虱、叶蝉、螟虫、蚜虫、稻螟岭、稻苍虫、苍蝇、蚊子等害虫,都难逃众多蜘蛛布下的天罗地网。研究蜘蛛的各种行为的奥秘,对人类有重大的现实意义。
蜘蛛捕食的奥秘与宇宙航行
蜘蛛编织了一张网之后,就在那里守株待兔式地捕捉昆虫,这种被动式的捕获效率还颇高,科学家对此大惑不解。后来、美国耶鲁大学生物学家偶然发现了其中的奥秘。
他们在研究某些品种的蜘蛛进化时发现、蜘蛛网对紫外光反射得特别强。这是否就是蜘蛛捕虫的奥秘呢?他们将同一只蜘蛛结的两张网放在不同的地方,一张网用紫外光照射,另一张网用不含紫外光的可见光照射。结果发现,有意放入室内的一群果蝇居然都飞向第一张网了。科学家推断,果蝇是因为第一张网反射了足够多紫外光而误以为自己是飞向蓝天。
蜘蛛知网
更为有趣的是,蜘蛛网的光学特性还会不断调整。除此之外,妙还妙在,随着昆虫品种的不同,蜘蛛还会在结新网时调整这些结点的多少与分布。
蜘蛛网的结构也有奥秘,许多人都看到过昆虫在蜘蛛网上拼命挣扎的情况。经过这样的折腾蜘蛛网仍不破裂,说明它具有很高的强度和柔性。
牛津大学的研究人员发现,蜘蛛网是由两股不同类型的丝线绞合在一起构成的。网丝中首先是一种干性的直线状线丝,它是网丝的主干线和支撑物,最多只能比原来拉长20%,再拉就会断裂。直线状丝线旁还绞合着另一种黏性的螺旋状丝线,它是专门用来捕捉昆虫的,可以伸长到原来的4倍。在高倍电子显微镜下,可以看到螺旋状丝线周围覆盖着一层胶质液体微滴,液体中80%是水,其余是脂肪、氨基酸和糖类的混合物。每个微滴中包含着一团丝线。当被捕获的昆虫挣扎着将丝线拉长时,微滴中的丝团便会展开以增加丝线的长度,当捕获物不再挣扎时,丝团便会自动复原。
英国牛津大学的物理学家唐纳德·埃德蒙兹和生物学家弗里茨·福拉尔特,以及伦敦欧文·阿勒普伙伴公司的结构工程师洛兰·林用电子计算机模型进一步分析了蜘蛛网,揭示了蜘蛛网结构上的奥秘。
埃德蒙兹说:“如果蜘蛛网不能耗散掉飞进网中昆虫的运动能量的话,昆虫要么将网撞破;要么像从蹦床上弹起来那样被弹出网外。我们采用这个计算机模型后出乎意料地发现,空气动力阻力对捕获这些昆虫有极大的影响,整张网在空气中上下来回的飘荡中,运动能量被耗散掉了。”
为了证实他们通过计算机模型的发现,这个三人小组在实验室中又再现了模拟实验。他们用小口径炮将泡沫塑料弹丸发射到真的蜘蛛网上,并测量其效果。在这种实验规模上,他们发现蜘蛛网四周的空气似有很强的黏滞性,跟在水中拉绳子的感觉一样。
毒蜘蛛
他们还测量了蜘蛛网所具独特几何外形的平衡压力和张力,发现力被分布在整个网表面。他们认为,这种结网的科学道理对建造有许多绳索的帐篷状结构建筑物将有指导启迪作用和实用价值。
英国利物浦大学的生物化学家从生活在南美亚马逊河岸上的一种毒蜘蛛中提取出它们的毒汁。这种毒汁的奇特之处在于它不杀死其捕猎对象(昆虫、小鸟和啮齿动物),仅仅使中毒小动物长时间麻醉昏睡,好使毒蜘蛛长期有活的食物储备。利物浦大学的生化学家已根据这种南美毒蜘蛛的毒汁成分,重新合成了一种无害的催眠物质。他们打算将这种合成物用在宇航员身上,使宇航员能在未来漫长而枯躁的星际航行中处于休眠状态,借此延长寿命,以便完成目前仅靠人类寿命还远不能完成的超远距离的宇航使命。
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