一张什么样的蜘蛛网,蜘蛛网的形状有哪些
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
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。”
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。
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。
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。
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。
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。”
为什么蜘蛛网的款式从无雷同?
为什么蜘蛛网的款式从无雷同
蜘蛛在昆虫界绝对可以算得上是一个大类,其数量之多、分布之广,没有多少昆虫可出其右。那么,在这么大的一个基数之下,却没有一款雷同的蜘蛛网,难道你不感觉奇怪吗?
蜘蛛绝对可以算作动物界当中的一个极品,看起来更像是一个富二代。那张网就好比它腰缠的万贯家财,一辈子挥霍不尽。平时玩的都是一些守株待兔的把戏。
经过世界各国的学者长时间的调查研究分析,发现大概可以将蜘蛛网的主要形状分为以下几种,当然这几种并不是我们所说的款式。即圆网、漏斗网、三角网、华盖网和不规则立体网。第一种和第五种是最常见的,第一种又称之为八卦网,在农村的角落里基本上都有其存在的足迹,而不规则立体网在某种意义上来说绝对不能算作一个分类,因为貌似每一种网我们都可以这么称呼。
这也仅仅是根据蜘蛛网大概的形状而进行划分的,事实上,没有任何一个蜘蛛网的款式是雷同的。你或许会说世界上没有两片相同的树叶,人不能同时两次踏进同样的河流,等等,但这不是重点,重点就是,由于蜘蛛的种类繁多,所以不同种类的蜘蛛由于遗传基因不同,最后也就造就了它们织网方式的不同。每一只蜘蛛的基因都是独一无二的,都是不可能被完全复制。虽然蜘蛛网的形状被分成了五个大类,但是具体来说,同一款式之中还是存在比较大的差异的。
还有就是由于蜘蛛的地域分布相对来说较为广泛,不同地区有不同的气候特征和水文条件,这也导致了蜘蛛织网过程当中必须要结合当地实际,虽然这仅仅是在进化的过程当中所逐渐形成的一种本能。
蜘蛛网的形状都一样吗?
01不都一样
在学术上大概把蜘蛛网分为以下几个类型:由放射丝和螺旋丝在一个框架上交织成的二维平面的圆网;如薄片状的片网;三维立体的不规则网。还有生活在地面的蜘蛛在洞穴内壁织的衬网,这可能是蜘蛛网中最简单和最古老的。
在日常生活中,蜘蛛算得上是大家非常熟悉的动物。不论是潮湿雨林还是热带沙漠,不管是繁华都市还是偏僻乡村, 都能见到它的身影。事实上,蜘蛛是一种非常古老的动物,地质学家曾在距今2亿多年前的石炭纪地层中,找到过200多种蜘蛛的化石。根据蜘蛛的捕食方式,科学家们大致将它们分为两种,一类是游猎蜘蛛,一类是结网蜘蛛。
结网蜘蛛顾名思义就是通过结网来抓捕猎物的蜘蛛。在它们的腹后部有一个“纺织器”,里面有纺织腺,腺里能分泌出由特殊蛋白质分子所构成的液体,这些液体从不同的纺管里分泌出来,与空气接触后便成了常见的蛛丝,蜘蛛就用此来编织捕食的蜘蛛网。同时,我们会发现看似脆弱的蜘蛛网其实威力不小,并且形状各异,大小相差悬殊,最大的周长可达几米,小的比一张邮票还小。在学术上大概把蜘蛛网分为以下几个类型:由放射丝和螺旋丝在一个框架上交织成的二维平面的圆网;如薄片状的片网;三维立体的不规则网。还有生活在地面的蜘蛛在洞穴内壁织的衬网,这可能是蜘蛛网中最简单和最古老的。
蜘蛛网的大小、形状以及网眼疏密等大不相同是多种因素作用的结果,蜘蛛的种类和生活环境都会对此产生影响。不同种类的蜘蛛织不同形状的网,例如节板蛛、原蛛和新蛛这三类中都有种类会在裂隙或洞穴中结最简单的衬网。片网则是漏斗蛛的拿手好戏,这种结构不仅可以迅速感知猎物邻近的信息,还可以延缓猎物的行动,使蜘蛛有更充裕的时间去捕捉猎物。甚至还有一些漏斗蛛在网片的上方缠结许多不规则的丝,既可拦截低飞的昆虫,又能使网片的结构更坚固。
在人们过往的观念里,一直以为蛛网是为捕捉那些无意中撞到上面的昆虫而编织的,但蜘蛛却比我们想的更聪明,它织就的蛛网能够引诱其他昆虫为了满足自身对食物、花朵和空间等特殊需要而自投罗网。
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