神奇的蛛網(wǎng)

編譯張守忠

世界上沒有任何一種其他動物能像蜘蛛那樣織出復雜而精美的網(wǎng)。即使是掌握了現(xiàn)代紡織技術(shù)的人類，對于蜘蛛織網(wǎng)的創(chuàng)意和高超技能也自嘆弗如。

古希臘關(guān)于蜘蛛有個傳說：一個名叫Amne的少女向智慧女神提出挑戰(zhàn)一一比賽紡織，不幸的是她輸了，于是她就用自己的身體來紡紗織布。蜘蛛的拉丁學名Araneida就是根據(jù)這個少女的名字命名的。

蜘蛛屬于節(jié)肢動物，共有4萬多個種類，其種群數(shù)量僅次于昆蟲。蜘蛛最大的特點是能吐絲。盡管其他一些昆蟲如蠶也能吐絲，但沒有任何一種動物能像蜘蛛那樣織出復雜而精美的網(wǎng)。大部分蜘蛛種類都有吐絲結(jié)網(wǎng)的能力。

目前科學家們還不知道蛛絲是怎樣生成的，但對蜘蛛的吐絲過程已經(jīng)有了大致的了解。蜘蛛生有能夠分泌蛛絲的絲腺。蜘蛛在噴絲時，將體內(nèi)分泌的絲蛋白液體通過輸送管道推向噴絲頭上的一個小噴口。蜘蛛一般有兩到三對噴絲頭，都位于其后腹部。每個噴口都有一個“調(diào)節(jié)閥”，可以控制噴出物的速度和濃度。絲蛋白液體從噴口噴出，在空氣中凝固成絲并不斷拉長，形成有一定強度和韌性的長線。噴絲頭會不斷地將這些長線拉緊，使其更加結(jié)實、牢固。

大部分蜘蛛都生有多個絲腺，能產(chǎn)生具有不同作用的各種絲質(zhì)物。通過將各種絲質(zhì)物纏合在一起，蜘蛛就能造出各種各樣的絲線。蜘蛛還能通過調(diào)整噴口改變絲蛋白液體的濃度，以形成更細或更粗的絲線。有些絲線有多層結(jié)構(gòu)，大多是一個內(nèi)管外面套著一個外管。蜘蛛還能在絲線外面涂上各種物質(zhì)，以適應各種不同的需要，比如在絲線外面包上一層黏性的或不透水的物質(zhì)。

蛛絲異常結(jié)實，并極具柔韌性。有些蜘蛛產(chǎn)的絲能承受同樣直徑鋼絲5倍的拉力，其強度是凱夫納(一種人造的高強防彈纖維)的2倍。蛛絲的這些物理特性引起了科學家的極大興趣，但截至目前，科學家還沒有研究出可與蛛絲相媲美的纖維材料。

下面讓我們來見識一下形形色色的蛛網(wǎng)。

洞網(wǎng)

螲蟷是一種生活在馬來西亞熱帶雨林中的蜘蛛，居住在地下。螲蟷在建造巢穴時，通常是先選一塊較為干燥的地方，在土里打洞。洞穴建好后，螲蟷就在洞口處織一個線圈，然后走出洞外，從外面呈輻射狀拉出多根絲線，所有絲線都與套在洞口的線圈連在一起。最后，螲蟷再造一個土蓋子蓋住洞口。

螲蟷趴在蓋子下面，隨時準備發(fā)動攻擊。它的八條腿搭在連向洞外的八根絲線上，即使是最輕微的震動它都能感覺到。螲蟷有很好的判斷力，能分辨出哪些是獵物傳來的震動，哪些是其他物體造成的。如果是連續(xù)震動，螲蟷便會高度警覺，因為這極有可能是獵物被絲線粘住了。這時，螲蟷便頂開蓋子，以閃電般的速度撲向獵物。獵物一旦被它抓住，很少能夠逃脫。

蝰蠟被稱為蜘蛛中的活化石，是一種非常古老的蜘蛛，從它的背部便可看出它與蝎子有很近的親緣關(guān)系。與蝎子一樣，螲蟷的毒液的毒性非常強，獵物只要被它咬上一口，幾乎沒有生還的可能。

“天網(wǎng)”

蜘蛛大部分都是“獨行俠”，喜歡獨來獨往，很少合作，但生活在熱帶雨林中的一種身體只有螞蟻大小的紅蜘蛛?yún)s是一個例外，眾多的紅蜘蛛一起織網(wǎng)，合作狩獵，共同分享食物。

紅蜘蛛把巢網(wǎng)建在樹上，一般能向上延伸15～20米，構(gòu)成了熱帶雨林中昆蟲航線上的最大障礙物，猶如一個巨大的天網(wǎng)。建造這樣一個網(wǎng)需要數(shù)萬只蜘蛛通力合作。如果這張網(wǎng)出現(xiàn)破損，蜘蛛們就一起進行修復，并不斷擴大這張網(wǎng)的規(guī)模。如此巨大的網(wǎng)，昆蟲一旦掉進去，根本別想逃出來。別說昆蟲，即使像鳥這樣大的動物如果陷進去了也很難脫身。獵物掙扎引起的振動會很快傳遍巨網(wǎng)的各個角落，眾多蜘蛛將一哄而上，對獵物進行圍攻。它們會從吐絲器里噴出黏性液體，將昆蟲五花大綁起來，然后將口器插進昆蟲最容易受傷的部位，把毒液注入進去，昆蟲很快便會一命嗚呼。然后，這些小精靈開始分享這頓大餐。

“漁網(wǎng)”

由鬼面蜘蛛編織的網(wǎng)非常特別，看上去就像一張漁網(wǎng)。鬼面蜘蛛的絲網(wǎng)是用一種非常特別的多股絲線織成的?？椌W(wǎng)前，鬼面蜘蛛先選一個離地面很近的點，然后開始織網(wǎng)。它將絲線向后梳理，這樣做是為了讓絲線變得更加毛糙，這種絲線缺乏黏液，但上面的毛狀物有很強的粘附力，能將昆蟲的毛腿緊緊地糾纏住，同時蛛絲也有很強的彈性。

在織好網(wǎng)后，鬼面蜘蛛就會將前腿伸下去探一探與地面的距離，然后就把連接“漁網(wǎng)”的大部分輔助絲線都剪斷，只留下那張毛乎乎的矩形“漁網(wǎng)”。捕獵時，鬼面蜘蛛用四只前腿將網(wǎng)舉起來，眼睛緊盯著地面。鬼面蜘蛛的眼睛非常靈敏，因此它能在昏暗環(huán)境中捕食。一旦有獵物走到它高舉的“漁網(wǎng)”下面，它就會毫不客氣地將網(wǎng)猛地罩到獵物身上，并將其緊緊捆住，帶有絨毛的蛛絲能死死地纏住獵物，使之很難掙脫。

球形網(wǎng)

蜘蛛織造的最精致的一種網(wǎng)是球形網(wǎng)。這種網(wǎng)可以說是動物王國中最巧妙、最復雜的一種建筑結(jié)構(gòu)?？椩爝@種網(wǎng)的往往是雌蛛。雌蛛在織造這種網(wǎng)時，需要先在高處比如一根樹枝上，找到一個合適的位置，然后向空中吐出一根長長的絲線。如果運氣好的話，自由飄動的絲線的一頭就會搭上另一個樹枝。當雌蛛感覺絲線已經(jīng)抓住了對面的物體時，就會將絲線纏緊，并將這根線固定下來。接著，雌蛛爬到這根絲線上，吐出一根更柔軟的絲線，并將絲線兩頭系緊。隨后，它爬到軟線的中間部位，這樣軟線就會下垂，形成一個v字形。蜘蛛從這根V字形絲線的下端再引出一根線并拖著這根線垂直向下跌落，于是就形成了一個Y字形，這個結(jié)構(gòu)就是網(wǎng)的中心部位。蜘蛛通過它的鋸齒狀腳爪和帶倒鉤的腿毛能輕易抓牢非常細的絲線。它沿著絲線一邊行走，一邊在各個錨點之間吐出更多的框架線。然后，它從網(wǎng)的中心部位開始構(gòu)造輻射線。當所有的輻射線都建好后，蜘蛛就會吐出大量的非黏性線，以構(gòu)筑一個輔助性螺形網(wǎng)，這根網(wǎng)線從中心部位—直延伸到網(wǎng)的邊緣部分。最后，蜘蛛將輔助性螺形網(wǎng)作為一個參照物，在網(wǎng)上做螺旋式行走，邊走邊吐出黏性絲線，同時吃掉原來的輔助性螺形網(wǎng)。這樣，除了輻射線是非黏性線外，其他的線都是黏性很強的絲線。當所有的工作完成后，一個優(yōu)美、對稱的球形網(wǎng)就織成了。

當網(wǎng)織好后，蜘蛛就坐在網(wǎng)的中間，八條腿放在網(wǎng)的輪輻上，輪輻上的任何震動都會傳到它的腿上，并被腿關(guān)節(jié)里面的一個微型感覺器官接收到，這個感覺器官非常敏感，即使是最輕微的震動也能感知到。警覺起來的蜘蛛會立即拉緊附近的輪輻，并對獵物的方位和距離做出準確判斷。

當昆蟲觸網(wǎng)時，蛛網(wǎng)就會伸展開來，然后又恢復到原來的大小。蛛網(wǎng)具有超強的伸縮能力，如果不具備這種能力，觸網(wǎng)的昆蟲就很有可能被彈射出去。絲網(wǎng)上的黏性液滴也起著至關(guān)重要的作用。液滴表面的張力可以讓松弛的蛛網(wǎng)繃緊，一滴黏液就相當于一根絲線的線軸。昆蟲觸網(wǎng)時會拼命掙扎，從而從黏液里拽出絲線，使它的掙扎速度減緩。接著，表面張力使絲線恢復原狀，這樣螺旋線不會斷裂，整個蛛網(wǎng)將恢復它的對稱性。一旦抓住獵物，

雌蛛會吐出另一種絲，這種絲就像一張床單從吐絲器里冒出來，這是一種帶有絨毛的絲，專門用來捆綁獵物。

如果球形網(wǎng)因損壞而無法再用時，雌蛛一般會主動毀掉它，也就是吃掉大部分的絲線，以作為原料循環(huán)利用。不過，雌蛛也會留下一根很粗的橋線，供重新織網(wǎng)時用。

“釣魚線”

在南美洲熱帶森林里生活著一種專釣飛蟲的蜘蛛，被稱之為“漁翁蜘蛛”。漁翁蜘蛛在捕獵時先在樹林里選一根又輕又直的枝干做“釣竿”，然后在竿子的一端吐出一根長長的蛛絲，下面吊著一個用黏液做成的絲團，做成“釣線”和“釣餌”。

當昆蟲在森林里飛來飛去時，看到隨風飄蕩的“釣餌”，大都會將其當作一種可口的美味。在沒風的時候，漁翁蜘蛛就用前腿拉動蛛絲，讓“釣餌”擺來擺去，以引誘昆蟲上鉤。昆蟲一旦撲到“釣餌”上，黏液就會把它粘住。漁翁蜘蛛沿著“釣魚線”攀援而下，將昆蟲吃掉。漁翁蜘蛛的“釣魚”效率極高，憑著一根“釣魚線”，一只漁翁蜘蛛每小時大約能捕捉10只昆蟲。

“氣泡房”

水蛛可以說是蜘蛛王國中的叛逆者，是唯一能在水下生活的蜘蛛。那么，水蛛在水下是如何進行呼吸的呢?科學家通過解剖發(fā)現(xiàn)，水蛛與陸地蜘蛛一樣，擁有氣管和書肺，但不能吸收溶解于水中的氧氣，因此水蛛必須將呼吸器官露出水面進行呼吸，就像海生哺乳動物一樣。但與海生哺乳動物不同的是，水蛛不是將頭部而是將腹部末端露出水面，然后很快又縮回到水里去，這時它的腹部就會罩上一個大水泡。原來，水蛛是利用其身上的絨毛能吸附空氣的物理作用，將空氣帶入水下的。此外，水蛛的腹部外面生有一個碩大無比的氣孔，與體內(nèi)密密麻麻的器官和支氣管相連，發(fā)達的器官系統(tǒng)可以讓水蛛吸住更多的空氣。

為了不讓帶入水下的空氣漂浮上來，水蛛在這個大水泡里用絲編織一個框架，然后再用一根絲將這個氣泡綁縛在水綿或者其他水草上。這個由絲和空氣組成的氣泡就成了水蛛堅固的水下巢房。水蛛建造的“氣泡房”不僅能儲氧，而且還能制氧。隨著水蛛的呼吸，氣泡中的氧濃度將不斷下降，當?shù)陀?6％時，溶于水中的氧便會自動補充進來。當蜘蛛處于休息狀態(tài)時，耗氧量不大，氣泡中的氧能夠滿足要求；但在蜘蛛處于活動狀態(tài)時，水中氧的供應就跟不上了，這時水蛛就不得不浮到水面上來往水里帶氧。當“氣泡房”建成后，水蛛就會去捕捉小魚小蝦等動物，將這些獵物帶到“氣泡房”里慢慢享用。水蛛的交配、產(chǎn)卵以及撫養(yǎng)子女等活動也是在這個“氣泡房”里進行的。

“奪命追魂索”

澳大利亞有一種毒性極強的紅背蜘蛛，與臭名昭著的黑寡婦蜘蛛存在近親關(guān)系，這種蜘蛛不僅毒性強，而且織的網(wǎng)也十分特別，又寬又深，呈三維立體狀。由雌性紅背蜘蛛建造的這種復雜、精美的網(wǎng)通常位于背光處。雌蛛在建造這種網(wǎng)時，要先選一塊平坦而又隱蔽的地面，然后抱著一根絲線從高處下到地面上，將絲線末端粘到地面上；接著，它拖著另一根絲線回到上面的那個起始點，將其粘到第一根絲線上，以起加固的作用；然后，它將這根線拉緊，一根“奪命追魂索”就算完工了。接下來，它又拖著一根絲線下到地面……為了建造這樣一個立體網(wǎng)，它要往返多次，垂直固定住好幾十根絲線，而且還要把每根絲線都繃得緊緊的，還要在上面裝飾黏性極強的滴液。這樣，當昆蟲一不小心碰到這些繩索時，就會“啪”的一下被倒掛在半空中。絲線彈性極好，任昆蟲如何折騰都無濟于事。絲線的震動會立即傳到埋伏在上面的紅背蜘蛛那里。由于獵物被懸吊在半空中根本無法逃脫，所以除非蜘蛛很餓，否則它不會急著進食，它什么時候餓了什么時候拉上去享用?！芭Z流星錘"

與紅背蜘蛛相比，流星錘蜘蛛的捕獵方式更絕，因為這種蜘蛛只用一根蛛絲捕食。流星錘蜘蛛集進攻與防守術(shù)于一身，可謂“功夫大師”。流星錘蜘蛛白天休息，晚上狩獵，休息時常常將自己偽裝成一小坨鳥糞，以欺騙那些試圖吃它的掠食者。這種蜘蛛的進攻武器是大名鼎鼎的“霹靂流星錘”。

每當夜幕降臨，流星錘蜘蛛便放棄偽裝，開始準備捕獵。它先在樹葉的下方搭一根水平絲線，然后就從這根絲線上懸吊下來。接著，它吐出一根堅韌的蛛絲，并用后腿把蛛絲從吐絲器里拽出來，在蛛絲的末端形成一個黏性絲球，這就是它的狩獵武器“流星錘”。換句話說，“流星錘”其實就是一團黏性極強的膠狀物，懸吊在蜘蛛的一只前腿上。

流星錘蜘蛛會散發(fā)出一種類似雌性飛蛾的性激素氣味，以引誘雄性飛蛾，它甚至還能根據(jù)不同的飛蛾種類改變“化學香水”的味道。雄性飛蛾在聞到這種氣味后就會逐漸靠近蜘蛛。蜘蛛在察覺到飛蛾的翅膀震動后會迅速做出反應——它就像一位功夫高手那樣揮舞起“流星錘”，黏液滴的快速運動很容易使雄性飛蛾誤以為是雌性飛蛾在飛動，從而進入流星錘蜘蛛的攻擊范圍。流星錘蜘蛛看準目標，一錘砸去，只要飛蛾被擊中，就會立刻被黏性極強的黏絲團粘住，稀里糊涂地成為蜘蛛的口中食。

即使是掌握了現(xiàn)代紡織技術(shù)的人類，對于蜘蛛織網(wǎng)的創(chuàng)意和高超技能也自嘆弗如。

相關(guān)鏈接太空蜘蛛網(wǎng)

2008年11月，兩只蜘蛛搭乘美國宇航局的“奮進號”航天飛機進入空間站。這是一項科學實驗的一部分，旨在檢驗蜘蛛在失重環(huán)境下的捕獵、織網(wǎng)能力以及蛛絲的特性。我們知道，蜘蛛在地球上利用重力通過噴絲頭吐出各種不同類型的蛛絲，在蛛絲化學構(gòu)成不變的情況下，蜘蛛吐絲的速度和機制決定了蛛絲的力學性質(zhì)。那么，在失重情況下，蜘蛛將怎樣吐絲結(jié)網(wǎng)呢?這是一項具有很強的應用價值的實驗，科學家希望通過這個實驗進一步了解蜘蛛的吐絲和織網(wǎng)，并借鑒蜘蛛的經(jīng)驗制造出韌性和強度更大的人造纖維。此外，科學家還希望借鑒太空蛛網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，建造太空站和其他太空建筑物。

這次被航天飛機帶往空間站的是兩只圓蛛，科學家之所以選擇圓蛛，是因為這種個頭較大的無毒蜘蛛在地球上能織出極為精致的球形網(wǎng)。

在空間站的實驗室里，這兩只圓蛛被安置在盒子內(nèi)，里面放有作為它們食物的果蠅幼蟲。兩只蜘蛛是被單獨擱放的，以避免它們相互殘殺。它們在太空中的活動資料被傳回地面，任何人只要通過因特網(wǎng)鏈接到STARS網(wǎng)站就能看到它們在太空是如何捕食、如何吐絲結(jié)網(wǎng)的。那么，它們在太空的表現(xiàn)如何呢?

11月17日，宇航員發(fā)現(xiàn)兩只圓蛛結(jié)出了它們的第一張網(wǎng)，其形狀可謂混亂不堪，與它們在地球上編織的擁有完美對稱結(jié)構(gòu)的網(wǎng)相比，有天壤之別。但到11月20日，它們織出了一張新網(wǎng)，看上去非常完美、對稱，這讓宇航員驚詫不已，因為它說明兩只蜘蛛在很短的時間里就克服了失重狀態(tài)，宇航員說：“我們的小蜘蛛已經(jīng)戰(zhàn)勝了失重狀態(tài)。初來乍到時，它們只能結(jié)出混亂不堪的網(wǎng)。而現(xiàn)在，一張新的令人驚嘆的網(wǎng)最終在它們手上誕生。”

其實，這兩只圓蛛并非最早進入太空的蜘蛛。早在1973年，就有兩只蜘蛛進入空間站，它們的名字分別是安妮塔和阿拉貝拉。該實驗的目的是了解在近乎無重力狀態(tài)下蜘蛛能不能織出網(wǎng)來。在進入太空的初期，兩只蜘蛛顯然很不適應太空的無重力環(huán)境一它們不是從棲身的儲藏瓶里走進試驗籠的，而是做著怪異的劃水動作被噴進了試驗籠。一天之后，阿拉貝拉在一個角落里織出一張不完整的網(wǎng)。第二天，它織出了一張完整的網(wǎng)。宇航員決定擴大試驗范圍，他們故意毀壞了阿拉貝拉的網(wǎng)，以促使它再織一張網(wǎng)。如同在地球上一樣，阿拉貝拉吞噬了網(wǎng)的剩余部分，但它卻不再結(jié)網(wǎng)。直到宇航員給它喂過水后，它才重新結(jié)了一張新網(wǎng)。與前一張網(wǎng)相比，這張網(wǎng)顯得更均勻、對稱?？茖W家在對蛛網(wǎng)進行認真檢查后發(fā)現(xiàn)，雖然太空蛛網(wǎng)的形狀與在地面上結(jié)的網(wǎng)沒有明顯差別，但絲線的特性卻不同——在太空中吐的絲線比在地面上吐的絲線的質(zhì)量更好。此外，在太空中吐的絲線粗細不一，而在地面上則是一致的。

安妮塔和阿拉貝拉最后死于脫水。與它們相比，現(xiàn)在的這兩只蜘蛛的境遇就好多了一科學家特意為它們準備了精制的食品，如用狗糧喂養(yǎng)的果蠅。