蜘蛛网的形状都一样吗_蜘蛛网的形状和结构

蜘蛛网的形状都一样吗_蜘蛛网的形状和结构

如上图所示:蜘蛛一种织网的欧洲花园蜘蛛。

蜘蛛网是如此精致的丝质,编织出多么令人惊讶的复杂结构。即使蜘蛛网不能像《夏洛特的网》一书中描述的那样,从字面上理解为“很棒”和“光芒四射”,但它们都是一个复杂的工程奇迹。

建立这些坚固而短暂的陷阱是一个遵循蜘蛛物种之间共享模式的过程。但是,个体变异的空间是否存在?使得一个物种或一个蜘蛛的网与另一个蜘蛛的网明显不同?是所有的网都是相同的,还是每一张蜘蛛网都是独特的?是什么因素导致蜘蛛改变它们的丝网呢?

不同种类的蜘蛛结网存在差异

世界上已知的蜘蛛种类大约有48000种,虽然所有的蜘蛛都有吐丝器官,即吐丝器,能吐丝多种,但并不是所有的蜘蛛都能织网和潜伏等待猎物。据西雅图的伯克自然历史文化博物馆介绍,有些蜘蛛会主动寻找食物,但它们仍会用蛛丝制作风帆气球、卵囊或藏身的小“房子”。其他的蜘蛛用丝来制造巧妙的陷阱和工具,比如抛网、用于水下呼吸的含氧网、蛛网弹弓、用于捕捉青蛙的由丝密封的叶袋,以及能够举起蜥蜴或小型哺乳动物的丝滑轮。

蜘蛛网的形状都一样吗_蜘蛛网的形状和结构

蜘蛛种类

想象下一张蜘蛛网,你可能会想象一个像轮子一样的结构,螺旋和辐条从中心向外辐射。瑞士巴塞尔大学保护生物学部门的蛛形动物学家萨缪尔·兹肖克(Samuel Zschokke)说:“这种蛛网被称为球形网,在已知的蜘蛛种类中,只有不到10%的蜘蛛会织这种网。”他在瑞士巴塞尔大学研究并可视化蜘蛛网的构造。据悉尼的澳大利亚博物馆介绍,圆网是捕捉飞虫的理想工具,因为它们提供了很大的猎物捕捉区域,而且几乎看不见。

虽然它们看起来都很相似,但没有两个是完全相同的。

织圆网的蜘蛛通常遵循类似的建造计划,并创造出类似的形状。它们以“Y”形为中心的几条线开始,然后蜘蛛在“Y”周围建立一个框架,在中间连接更多的线程。兹肖克说:“它们在车架的中间制造更多的螺纹,这就是所谓的半径,或者,如果你把它比作车轮的话,也就是辐条。”

蜘蛛网的形状都一样吗_蜘蛛网的形状和结构

如上图所示:这个动画展示了十字园蛛的圆网构造。

在这一点上,蜘蛛移动到中间,并建立了所谓的辅助螺旋从内到外。这是一个由不粘的丝绸制成的固定结构。一旦这个临时的螺旋完成,蜘蛛就会从外框向中心移动,形成一个新的粘性螺旋。兹肖克解释说:“当螺旋完成后,蜘蛛就会移除辅助螺旋。”

在某种程度上,所有的球体网彼此相似,但不同物种之间有不同的细节。兹肖克说:“例如,艾蛛属的蜘蛛会在蛛网中间安装一个“装饰”,这个“装饰”是用猎物的剩菜和树叶碎片做成的,蜘蛛可能会把它用作伪装。其他的圆球织布机在织网中心采用之字形结构,称为稳定结构。据《澳大利亚生活地图集》称,大多数圆蛛织出的网都垂直于地面,而一些圆蛛织出的网则是水平方向的,比如银腹蛛属。

相比之下,不是圆球织网者的蜘蛛织出的网可能看起来杂乱无章。根据《PeerJ》杂志2013年发表的一项研究,这些网类型包括漏斗网、单张网、网状网和缠结网。

蜘蛛网的形状都一样吗_蜘蛛网的形状和结构

如上图所示:网结构(A)漏斗网、 (B)片状网、 (C)网状网、(D)缩圆网、(E)垂直圆网、 (F)缠结网、(G)水平圆网。

美国蜘蛛学学会的蜘蛛学家塞巴斯提安·埃切维里(Sebastian Echeverri)说:“圆网的物理位置也会影响它的样子。”

埃切维里说:“即使个体之间的网的中心模式本质上是相同的,但将其固定在环境中的丝线将必须是不同的。在柔软的草地上织网的球形蜘蛛,面临着建造的挑战与在树上织网的同种蜘蛛不同。尽管这些蜘蛛仍然会遵循相同的基本构造计划,但它们结的网看起来会有些不同。”

最近,研究人员观察了一种名叫乌洛博卢斯的圆织蜘蛛在织网时的情况,每天织网一次,持续几天。科学家们说,这些网是相似的,但并不完全相同,即使条件日复一日保持不变。

在这项未经过同行评审的研究中,科学家们表示,他们通过追踪蜘蛛位置的变化捕捉到了蛛网上的微小差异,但这并没有揭示蜘蛛改变其技术的原因。研究人员在研究报告中指出,要精确定位引起蜘蛛织网过程中细微变化的感官线索,需要对蜘蛛的行为有更详细的了解。

蜘蛛网的形状都一样吗_蜘蛛网的形状和结构

蜘蛛在环境影响下结网

由于大多数蜘蛛在自然界中通常不会遇到的环境:暴露在兴奋剂、镇静剂和致幻剂的环境中,圆蛛的蛛网出现了一些非常独特和不寻常的变化。自20世纪40年代末以来,科学家们通过给蛛形纲动物喂食各种改变思维的药物,操纵它们设计出与通常模式大相径庭的蛛网。

1971年发表在《行为科学》杂志上的一项研究,记录了从1948年开始的20多年的此类实验,当时德国图宾根大学的动物学教授H.·M·彼得斯( H. M. Peters),他决定让他的实验室蜘蛛在一个对人类更方便的时间织网,而不是蜘蛛喜欢的黎明前的时间表。

因此,彼得斯给蜘蛛服用了安非他命。这项研究的作者彼得·维特(Peter Witt)在1971年的时候,他是北卡罗来纳州罗利精神健康部门的药理学家。维特与彼得斯合作进行了蜘蛛实验,这两位科学家于1949年共同撰写了一份具有里程碑意义的研究报告,记录了图宾根蜘蛛对安非他明的反应。

蜘蛛网的形状都一样吗_蜘蛛网的形状和结构

虽然兴奋剂没有影响到蜘蛛什么时候选择旋转他们的网,维特表示:“观察到网建成似乎扭曲超出范围的几何模式的变化,这只花了几天来证明这种现象是可再生的。”

1948年的这一发现激发了维特对蜘蛛织网的好奇心,以及它能告诉科学家药物改变行为的方式。根据2013年发表在《环境健康档案》杂志上的一本传记,他继续研究药物是如何影响蜘蛛和人类的行为的。在20多年的研究中,维特和其他科学家发现不同的药物会产生不同的网络构建技术。

蜘蛛网的形状都一样吗_蜘蛛网的形状和结构

如上图所示:一只雌性蜘蛛在左边织网,大约12小时后,在糖水中摄入了相对较高剂量(1毫克)的d-安非他明。右边的蜘蛛网是由一只成年雌性丽楚蛛蜘蛛织成的,它接受了低剂量的麦角酸二乙基酰胺(LSD),织成了一张螺旋状的蛛网,并有异常规律的间隔。

例如,根据1971年的研究,右旋安非他明,一种用于治疗嗜睡症和多动症的兴奋剂,导致了不规则半径和螺旋间距。东莨菪碱,一种治疗晕车的药物,导致螺旋间距大偏差,与安非他明明显不同。相比之下,服用麦角酸二乙基酰胺(LSD)的蜘蛛会织出异常规则的网。

几十年后,美国国家航空航天局(NASA)马歇尔航天飞行中心的研究人员在阿拉巴马州亨茨维尔市重新进行了这些实验,他们给欧洲花园蜘蛛注射了咖啡因、苯丙胺和镇静剂水合氯醛,根据1995年发表在《美国国家航空航天局技术简报》的一份报告。根据这项研究,由此产生的网站照片显示,咖啡因是最大的结构破坏者,网站标志性的辐条和螺旋被看似随意的大杂烩链所取代。

蜘蛛网的形状都一样吗_蜘蛛网的形状和结构

如上图所示:1995年,科学家们通过分析不同化学物质对蜘蛛网结构的影响,评估了它们的毒性。

虽然没有化学物质的帮助,蜘蛛通常不会结那么多不一样(也不稳定)的网,但它们确实会每晚左右织一张新的网。这意味着蜘蛛在其一生中能产生大约100~200张网。兹肖克说:“根据不同的物种,所以从一张网到另一张网肯定会有一些变化,即使不像高咖啡因的蜘蛛织成的网那么极端。”

最后,他说:“如果你仔细观察,每一张网都与众不同。”

版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容, 请发送邮件至 787013311@qq.com 举报,一经查实,本站将立刻删除。
(0)
上一篇 2023-01-07 12:02:44
下一篇 2023-01-07 12:08:08

相关推荐

发表回复

您的电子邮箱地址不会被公开。 必填项已用*标注