大多數(shù)情況下,蛛網(wǎng)就是附有粘性的被動式陷阱。
但有一種蜘蛛就像是沉著自信的建筑師,將它們的蛛網(wǎng)提升到新的境界,施加了強大的勢能。這就是三角網(wǎng)蛛,它們極為分布廣泛。
它們先是織出三角形的蛛網(wǎng),再用蛛絲把自己錨固在樹枝上,讓自己處于三角蛛網(wǎng)和樹枝之間的位置,同時拉拽三角蛛網(wǎng)的某個頂角,使蛛網(wǎng)繃得越來越緊。
整個蛛網(wǎng)就像繃緊的弓弦,只不過蜘蛛本身成了釋放弓弦的機(jī)關(guān)。
當(dāng)小蟲撞上蛛網(wǎng)時,三角網(wǎng)蛛突然釋放錨固端的蛛絲,把自己和蛛網(wǎng)彈射出去,瞬間包裹住獵物。
俄亥俄州阿克倫大學(xué)的博士生Daniel Maksuta是該報道的作者之一,他把三角網(wǎng)蛛捕食的技巧比喻為“網(wǎng)槍”。據(jù)他介紹,有時為了保證獵物徹底放棄反抗,三角網(wǎng)蛛會反復(fù)重啟“網(wǎng)槍發(fā)射”的過程。
這次研究借助高速攝像機(jī)對“網(wǎng)槍發(fā)射”過程進(jìn)行了紀(jì)錄,直觀地揭露了蛛網(wǎng)存儲的勢能。經(jīng)計算發(fā)現(xiàn),三角網(wǎng)蛛的蛛網(wǎng)發(fā)射時的加速度超過了770米/秒2,相當(dāng)于NASA航天飛機(jī)最大加速度的26倍。
報道還認(rèn)為,這是蜘蛛王國里已知唯一利用外部世界擴(kuò)大能量的案例,也就是借助自身之外的物體來積累能量,并于某一時刻全部釋放。
急速蜘蛛
同樣來自俄亥俄州阿克倫大學(xué)的博士生Sarah Han是這項研究的負(fù)責(zé)人,他和同事們從野外捕捉到三角網(wǎng)蛛,并飼養(yǎng)于室內(nèi)。
這些蜘蛛只在野外環(huán)境下織網(wǎng),研究團(tuán)隊必須悉心紀(jì)錄每一個細(xì)節(jié),尤其是蜘蛛捕獵的過程。
視頻中,每當(dāng)蜘蛛拉緊蛛網(wǎng),都不免讓人想到繃緊弓弦的弓弩。顯然,彈性極好的蛛網(wǎng)遠(yuǎn)比一根蛛絲或者一只腿能積攢更多的能量。
研究團(tuán)隊還建立了蛛網(wǎng)的數(shù)學(xué)模型,以模擬三角網(wǎng)蛛給蛛網(wǎng)積攢勢能的過程,并與單純利用內(nèi)部能量跳躍的動物進(jìn)行比較,例如跳蚤。
數(shù)學(xué)模型印證,緊繃蛛網(wǎng)所提供的能量正是三角網(wǎng)蛛捕捉獵物的關(guān)鍵。
5月13日,這篇研究報道發(fā)表在《美國國家科學(xué)院學(xué)報》上,試驗還發(fā)現(xiàn),三角網(wǎng)蛛這套捕食技巧的成功率高達(dá)70%。
蛛絲之謎
據(jù)堪薩斯大學(xué)的古蜘蛛學(xué)家Paul Selden介紹,包括蛾子幼蟲在內(nèi)的無脊椎動物所制造的絲在功能性和普遍性上都遠(yuǎn)不及蜘蛛所為。
共計4.5萬多種蜘蛛中,大多數(shù)都會結(jié)網(wǎng),有些種類身懷絕技,例如鏈球蛛將蛛絲制成流星錘狀,活板門蜘蛛(學(xué)名螲蟷)挖洞后守株待兔,甚至還有利用磁場飛行的小蜘蛛。相比之下,本文所述的三角網(wǎng)蛛在技巧方面絲毫不落下風(fēng)。
Selden解釋道:“我實在想不出三角網(wǎng)蛛的這套捕獵系統(tǒng)會如何進(jìn)化,因為除此之外的物種里沒有一個能讓我借鑒?!?/p>
當(dāng)然,還有幾個有趣的問題尚待破解。例如,三角網(wǎng)蛛在繃緊蛛網(wǎng)時,膝蓋一直呈彎曲狀態(tài),它們不會疲勞嗎?換作其他大多數(shù)動物,早就吃不消了。Han計劃,下一步的研究重點就是諸如此類的謎團(tuán)。
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