蛛絲編織的秘密

船舷

“來到我的實(shí)驗(yàn)室，你一定要保持鎮(zhèn)靜，做好可能被嚇到的心理準(zhǔn)備?！?/p>

作為世界頂尖的蜘蛛網(wǎng)研究專家，美國(guó)耶魯大學(xué)進(jìn)化生態(tài)學(xué)教授凱瑟琳·克萊格已經(jīng)習(xí)慣了用這句話作為接待客人的開場(chǎng)白。這次接待《動(dòng)物行為》雜志的記者格利·伯納德，當(dāng)然也不例外，讓他做好心理準(zhǔn)備總比把他嚇得瞠目結(jié)舌好。

來了你就知道，克萊格的實(shí)驗(yàn)室的確不一般。這里的每一個(gè)角落、每一面墻壁，都垂著巨型呈螺旋狀的蜘蛛網(wǎng)，有的垂得很低，就在你的頭頂上方。在每張網(wǎng)的中間，都端坐著一只大腹便便而又外形冷酷的大蜘蛛。這里有數(shù)百種蜘蛛，有些是黃色的，有些是棕黑色的，還有一些是淺灰色的。這些蜘蛛都坐在網(wǎng)上，異常警覺地注視著你。

這時(shí)，克萊格就會(huì)告訴客人，蜘蛛實(shí)際上是非常害怕人類這種龐然大物的，其害怕程度要遠(yuǎn)勝過人類對(duì)它們的畏懼。當(dāng)一只蜘蛛看到遠(yuǎn)比它體積大的生物時(shí)，它的最初反應(yīng)就是嚇得一動(dòng)不動(dòng)，并且恨不得對(duì)方趕快走開。為了證實(shí)自己的話，克萊格用一根小木棍輕輕觸碰了一下面前蛛網(wǎng)上的一只稍小的蜘蛛，只見它迅速逃開，躲到蛛網(wǎng)邊緣后，便嚇得不敢動(dòng)彈了。

蛛網(wǎng)已不是雜亂無章的代名詞

此前，格利·伯納德剛采訪了美國(guó)著名分子生物學(xué)家詹迪·吉姆斯。吉姆斯研究蛛絲20年，首次人工合成出具有蛛絲特征的纖維物質(zhì)，成功制造出經(jīng)久耐用、輕便柔韌的“太空繩”——航天員太空行走的安全保障。

吉姆斯對(duì)蜘蛛研究的里程碑發(fā)現(xiàn)，是他首先確定了蜘蛛腹部有6個(gè)分開長(zhǎng)的絲腺，能分泌各不相同的蛋白質(zhì)溶液或黏液。它們?cè)谥┲敫瓜聡娊z頭的壓力作用下產(chǎn)生6種絲：柔細(xì)的一種是包裹蜘蛛卵粒的，稍粗且結(jié)實(shí)的一種專門用來包裹獵物，其他4種用來織網(wǎng)。其中最有韌性的是牽引絲，蜘蛛用它來織網(wǎng)或行走。牽引絲是動(dòng)物能制造的絲中最有韌勁的。吉姆斯說，假如能用牽引絲制造一根鉛筆粗的繩索，它就能夠鉤住在航空母艦上降落的F-14戰(zhàn)斗機(jī)。

兼具韌性和彈性的蛛絲的承受力是驚人的，實(shí)驗(yàn)證實(shí)，巴西亞馬孫密林中的游走蛛的蛛絲是同類中最強(qiáng)韌的，它的承載強(qiáng)度是防彈背心纖維的5倍。

懂得與時(shí)俱進(jìn)才成就柔軟利器

聽了格利·伯納德的介紹，凱瑟琳·克萊格表示，蛛網(wǎng)的確是蜘蛛賴以生存的獨(dú)門利器，而且難能可貴的是，它們懂得需要不斷地打磨、完善自己的利器。它們這種與時(shí)俱進(jìn)的精神非常了不起。

克萊格在研究中發(fā)現(xiàn)，蜘蛛網(wǎng)上的那些特殊的圖案和鮮艷的顏色（它的反射光會(huì)被昆蟲看到），對(duì)許多昆蟲來說都有不可抗拒的魔力，因?yàn)檫@些信號(hào)是昆蟲用來尋找食物的線索。所以，如果昆蟲想進(jìn)化出探測(cè)并躲避蛛網(wǎng)的功能時(shí)，它們有可能會(huì)失去尋找食物的能力。這種絕妙的連帶關(guān)系的利用不是偶然的，是蜘蛛智能進(jìn)化使然?？巳R格的研究主要集中在蜘蛛網(wǎng)的構(gòu)造細(xì)節(jié)上，其目的是通過這些研究發(fā)現(xiàn)蛛絲視覺和機(jī)械特性是怎樣進(jìn)化出來的，以及它們對(duì)蜘蛛物種多樣性和蜘蛛生活方式的貢獻(xiàn)。

所有的蜘蛛原本都生活在地下的巢穴中，后來一部分不安分的家伙放棄了陰暗的地下巢穴，它們爬到地面，在驕陽下昆蟲集中通過的地方精心編織和巧妙設(shè)計(jì)陷阱，收獲獵物。在漫長(zhǎng)的進(jìn)化過程中，蜘蛛發(fā)現(xiàn)獵物的大小種類不同、出行觸網(wǎng)的規(guī)律各異，所以自己的網(wǎng)具也要順勢(shì)而變，不能千篇一律。

正是這種隨機(jī)應(yīng)變的能力使織網(wǎng)的蜘蛛獲得了成功，它們不僅在族群分支上遠(yuǎn)超原始的洞穴蜘蛛，而且在總體數(shù)量上是后者的37倍。如今，逾萬種形態(tài)各異的織網(wǎng)蜘蛛活躍在地球上。

克萊格認(rèn)為，蛛網(wǎng)的完美結(jié)構(gòu)不僅讓我們認(rèn)識(shí)到大自然中獵手與獵物的微妙關(guān)系，還為我們研究動(dòng)物行為等生物學(xué)問題提供了一個(gè)更加完整的方法論。她說：“這是一種把對(duì)一個(gè)宏大進(jìn)化過程進(jìn)行的研究和對(duì)動(dòng)物基因的研究有機(jī)結(jié)合在一起的有效方法?！痹趯?duì)蜘蛛的研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)，正是基因在控制著對(duì)蜘蛛來說至關(guān)重要的蛛絲的產(chǎn)生。

蜘蛛張網(wǎng)不僅僅是守株待兔

克萊格直率地表示，蜘蛛網(wǎng)是人類研究中被忽視的領(lǐng)域。過去人們通常認(rèn)為，蛛網(wǎng)只不過是蜘蛛消極等待昆蟲的一張大網(wǎng)而已，對(duì)它們的獵物來說并沒有吸引力，是典型的守株待兔。后來對(duì)蜘蛛的研究有所發(fā)展了，也只是采取一些十分笨拙且收效甚微的方法，比如給蜘蛛喂迷幻藥，或是觀察蜘蛛如何處理被人類破壞的蜘蛛網(wǎng)。不客氣地說，這無異于盲人摸象。要知道，蛛網(wǎng)與昆蟲的關(guān)系和獅子與羚羊的關(guān)系是截然不同的——看似被動(dòng)靜止的蛛網(wǎng)，包含了很多你意想不到的主動(dòng)出擊。

那么，蜘蛛又是怎樣利用蛛網(wǎng)來吸引獵物的呢？

克萊格發(fā)現(xiàn)，很多蜘蛛都具有一個(gè)共同的特點(diǎn)，那就是它們?cè)谔柟庀聲?huì)反射光譜中的紫外線，這一特點(diǎn)能夠幫助它們吸引昆蟲，因?yàn)槔ハx需要廣闊的活動(dòng)空間，而紫外線通常來自空中。所以，在昆蟲眼里，這些紫外線就像是宣告廣闊空間的廣告牌。

克萊格靈機(jī)一動(dòng)，她聯(lián)想到蛛網(wǎng)是否也一樣反射紫外線，實(shí)驗(yàn)結(jié)果很快證明她的猜測(cè)。除了反射迷惑作用極強(qiáng)的紫外線，蜘蛛還會(huì)用裝飾圖案來引誘昆蟲——它們利用蛛網(wǎng)模仿植物的花瓣和花粉來吸引昆蟲。

有人會(huì)問，蛛網(wǎng)怎么能模仿花粉呢？別急，聰明的蜘蛛自有辦法。因?yàn)榛ǚ墼谧贤饩€的照射下會(huì)散發(fā)一種特殊的柔光，蜘蛛就讓自己吐出的絲線在陽光的照射下反射出類似的柔光?？蓱z的昆蟲很難逃脫蜘蛛無所不用其極的迷魂網(wǎng)。

蜘蛛還和人類畫家一樣懂得利用色彩，它們使用最多的是黃色。比如絡(luò)新婦大蜘蛛，它們會(huì)根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)太陽光的強(qiáng)弱而增減蛛絲中的黃色顏料。陽光照射越強(qiáng)烈，蛛網(wǎng)中的黃色呈現(xiàn)就越強(qiáng)烈，其捕食的效果就越好。

“黃色對(duì)昆蟲和其他以花粉為食的動(dòng)物來說是十分普遍的視覺信號(hào)，它們通常把黃色和鮮花、花粉聯(lián)想在一起。如果蛛網(wǎng)同花粉這種最常見的食物有著同樣的顏色，那么昆蟲將很難進(jìn)化出抵制蛛網(wǎng)的防御系統(tǒng)?！笨巳R格說。

為了證實(shí)黃色對(duì)昆蟲的誘惑，克萊格和她的團(tuán)隊(duì)在野外做過一個(gè)實(shí)驗(yàn)。他們?cè)谝蝗好鄯浯┧笠捠车谋亟?jīng)之路上放好一盆糖水，在糖水之前放置藍(lán)色的、綠色的、黃色的和無色的蜘蛛網(wǎng)。蜜蜂們可以輕松地躲過多數(shù)的蛛網(wǎng)而飛向它們喜歡的糖水，但是在黃色蛛網(wǎng)前，很多蜜蜂踟躕不前，它們要么在蛛網(wǎng)附近流連忘返，要么不幸被黃色蛛網(wǎng)纏住……

尤其神奇的是，蜘蛛還會(huì)改變蛛網(wǎng)的圖案。研究證明，一些不慎陷入蛛網(wǎng)的昆蟲有可能從容脫身。所以，蜘蛛要想讓它們?cè)俅温渚W(wǎng)，就必須改變?cè)鹊膱D案，好讓漏網(wǎng)的家伙再次身陷囹圄。

好厲害的蜘蛛！