蜘蛛的智慧

門秋雷

被誤解的小動(dòng)物

因?yàn)樗鼈兤婀值耐庑魏涂膳碌亩狙?，也因?yàn)樗鼈兙哂袧撛诘墓粜?，還因?yàn)樗鼈儾徽?qǐng)自來地待在我們的屋子里，潛伏在我們花園的角落里……當(dāng)我們與它們相遇時(shí)，我們的第一反應(yīng)就是殺死它們。它們就是我們所熟知的蜘蛛。

長(zhǎng)期以來，我們一直認(rèn)為，蜘蛛就像大多數(shù)無(wú)脊椎動(dòng)物一樣是一類像機(jī)器一樣缺少內(nèi)心世界的小動(dòng)物。但科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，一些蛛形綱動(dòng)物擁有能與哺乳動(dòng)物和鳥類相媲美的認(rèn)知能力，包括預(yù)見和計(jì)劃的能力、復(fù)雜的學(xué)習(xí)能力;對(duì)于超出預(yù)計(jì)的突發(fā)事件，它們甚至也會(huì)表現(xiàn)出吃驚。

更奇怪的是，蛛絲能夠幫助蜘蛛感知和記憶外部世界。事實(shí)上，很容易被我們雞毛撣子掃到的蛛絲對(duì)于蜘蛛的認(rèn)知能力是如此的重要，以至于一些科學(xué)家認(rèn)為，蛛絲應(yīng)該被看作蜘蛛思維的一部分。既然我們已經(jīng)開始認(rèn)識(shí)到蜘蛛是具有智慧的生物，我們就應(yīng)該改變以往對(duì)蜘蛛的看法。蜘蛛是有史以來最普遍、最重要和最被人誤解的動(dòng)物類群之一。更重要的一點(diǎn)是，這些不可思議的小生物讓我們?nèi)祟愰_始重新審視自身的思維和智力。

全世界已知的蜘蛛種類有4.8萬(wàn)多種。圖為已經(jīng)進(jìn)化出良好視力的跳蛛

蜘蛛有很久遠(yuǎn)的進(jìn)化史。最早的產(chǎn)絲蛛形綱動(dòng)物的化石可以追溯到大約4億年前的泥盆紀(jì)，也就是在昆蟲最早的化石證據(jù)出現(xiàn)后不久。昆蟲是地球上最成功的生物類群，而蜘蛛幾乎和昆蟲一樣成功。

今天，全世界已知的蜘蛛種類有4.8萬(wàn)多種。蜘蛛數(shù)量繁多，平均每平方米土地上就生活著大約130只蜘蛛。這可能會(huì)讓恐蛛癥患者聽起來很不舒服，但如果沒有這些小家伙兒，我們的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)幾乎無(wú)法進(jìn)行下去，因?yàn)楹芏嗬ハx會(huì)把所有糧食作物吃得干干凈凈。

卓越的蛛絲

蜘蛛最典型的特征是有8條腿和復(fù)雜的吐絲器。蛛絲是一種由氨基酸鏈構(gòu)成的蛋白質(zhì)，主要由甘氨酸和丙氨酸構(gòu)成。蜘蛛用它們的后足從吐絲器中扯出蛛絲，并通過梳理來增強(qiáng)蛛絲的韌性。有些蜘蛛種類能夠根據(jù)自己的特殊需要而分泌不同化學(xué)成分的蛛絲。可別小看細(xì)細(xì)的蛛絲，它們可是令人類工程師羨慕不已的好東西。如今蛛絲的用途已經(jīng)十分廣泛，包括制作帆板、攀巖和登山所用的繩索，既輕便又結(jié)實(shí)。

許多蜘蛛還會(huì)利用蛛絲來進(jìn)行飛行，即所謂的“飛航”

許多蜘蛛還會(huì)利用蛛絲來進(jìn)行飛行，即所謂的“飛航”。在飛行中，蛛絲會(huì)被空氣中的靜電力抬起，這時(shí)只需要一陣微風(fēng)就能把蜘蛛帶到很遠(yuǎn)的地方。蜘蛛利用長(zhǎng)在足上的感覺毛來探測(cè)空氣中靜電力的強(qiáng)度變化，從而決定什么時(shí)候最適合“揚(yáng)帆起航”。

雖然蛛絲的諸多用途能夠幫助我們理解蜘蛛在進(jìn)化上為何如此成功，但是我們也不能忽略另外一個(gè)重要因素——蜘蛛的智力。從蜘蛛日常的織網(wǎng)活動(dòng)中，我們就可以看出蜘蛛是非常聰明的。大約三分之一的蜘蛛物種會(huì)織圓形的網(wǎng)，就是那些掛在我們房子和花園里的有著漂亮幾何形狀的“昆蟲死亡陷阱”。這些網(wǎng)有著許多秘密，因?yàn)槊恳粋€(gè)網(wǎng)都記錄著建造者在其建造過程中所做的所有決定。

織網(wǎng)高手

織網(wǎng)的首要問題是選擇一個(gè)合適的地點(diǎn)。為了適應(yīng)自己的體形和獵物，每一種蜘蛛對(duì)于蛛網(wǎng)都有自己偏愛的大小和形狀。但它們也會(huì)不斷地調(diào)整蛛網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)空間的局限性和周圍的障礙物。這表明：蜘蛛在開始動(dòng)工以前就已經(jīng)有了某種規(guī)劃，在其大腦中已經(jīng)畫出了“新家的圖紙”。要知道，大多數(shù)種類的蜘蛛幾乎是完全失明的，那么，它們是怎么做到的呢？

織網(wǎng)高手——圓網(wǎng)蛛。圓網(wǎng)蛛會(huì)根據(jù)自身腺體中剩余的蛛絲儲(chǔ)備來改變蛛網(wǎng)的大小和結(jié)構(gòu)，以確保自己不會(huì)中途耗盡蛛絲

蜘蛛還能夠根據(jù)獵物的大小來改變網(wǎng)的方位，甚至可以從獵物“僥幸逃脫”事件中汲取教訓(xùn)

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，蜘蛛在建網(wǎng)前會(huì)用蛛絲作為鉛垂線來尋找合適的建網(wǎng)點(diǎn)。在此過程中，蜘蛛先在兩個(gè)物體間架設(shè)一條橫向的絲線，然后爬到絲線上，在沿途不同的點(diǎn)位順著下垂的絲線爬上爬下。通過這種方式，它們可以計(jì)算出自己用了多少絲，花了多少時(shí)間，從而計(jì)算出這個(gè)空間的大小。

許多哺乳動(dòng)物和鳥類都對(duì)空間具有心理表征的能力，但在無(wú)脊椎動(dòng)物中，還幾乎沒有發(fā)現(xiàn)過這種能力。到目前為止，最好的證據(jù)是在蜜蜂中發(fā)現(xiàn)的。人們認(rèn)為，蜜蜂利用意境地圖來幫助導(dǎo)航（但即使是這個(gè)例子，也存在爭(zhēng)議）。科學(xué)實(shí)驗(yàn)初步表明，圓網(wǎng)蛛的認(rèn)知地圖并不很詳細(xì)，或者說它們并不太關(guān)注細(xì)節(jié)。例如，認(rèn)知地圖里似乎包含了大的障礙物，但不包含小的障礙物。然而，即使是對(duì)其所處環(huán)境進(jìn)行粗略感知的能力，也有助于解釋它們那些需要一定程度的預(yù)見和規(guī)劃才能做出的行為。例如，圓網(wǎng)蛛會(huì)根據(jù)自身腺體中剩余的蛛絲儲(chǔ)備來改變蛛網(wǎng)的大小和結(jié)構(gòu)，以確保自己不會(huì)中途耗盡蛛絲。圓網(wǎng)蛛對(duì)天氣也很敏感。在低溫下，它們會(huì)簡(jiǎn)化織網(wǎng)的程序，比如在螺旋之間留下更大的空隙，以此來避免自己在寒冷中暴露太長(zhǎng)時(shí)間。

認(rèn)知的復(fù)雜性在蜘蛛織成網(wǎng)后維持和使用網(wǎng)的過程中也有顯著的表現(xiàn)。蜘蛛會(huì)根據(jù)之前捕捉獵物的情況，在最可能捕捉到獵物的區(qū)域調(diào)整絲線的張力。因?yàn)榫W(wǎng)絲的張力增強(qiáng)，就能夠更好地傳遞昆蟲掙扎造成的震動(dòng)，從而使蜘蛛更快地做出反應(yīng)。蜘蛛還能夠根據(jù)獵物的大小來改變網(wǎng)的方位，甚至可以從獵物“僥幸逃脫”事件中吸取教訓(xùn)。如果獵物觸網(wǎng)后逃走了，蜘蛛就會(huì)分泌更黏的絲，以確保以后不會(huì)再發(fā)生類似的情況。你可以把蜘蛛網(wǎng)想象成蜘蛛的樂器。蜘蛛會(huì)根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)給樂器細(xì)心地“調(diào)音”。毫無(wú)疑問，蜘蛛比我們?cè)?jīng)認(rèn)為的還要聰明得多。

孔蛛像小貓一樣捕獵，這種捕獵行為也會(huì)涉及行動(dòng)計(jì)劃和路線規(guī)劃

蜘蛛的意識(shí)與捕獵技巧

蜘蛛是一個(gè)種類非常豐富的生物類群，不同蜘蛛物種的生活方式截然不同，但聰明是它們的共同點(diǎn)。以孔蛛屬（Portia）的蜘蛛為例，它們最喜歡的獵物是比它們體形大兩倍以上的其他蜘蛛?？字胪ǔＴ讷C物的周圍潛行，伺機(jī)捕捉獵物，就像小貓捕獵一樣，它們甚至為此進(jìn)化出了驚人的視力。正如之前研究所揭示的那樣，這種捕獵行為通常還會(huì)涉及行動(dòng)計(jì)劃和路線規(guī)劃。

研究人員做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)：他們準(zhǔn)備了一個(gè)水槽，并在水槽中安置了兩個(gè)小塔，把一只孔蛛放到其中一個(gè)小塔上?？字牒拓堃粯樱幌矚g被弄濕，因此它們需要通過架在水面上的浮橋到達(dá)另一個(gè)塔。從自己被放置的位置，孔蛛可以看到兩條浮橋，其中只有一條浮橋通向?qū)γ嫠系墨C物。一旦孔蛛爬下塔，獵物就會(huì)脫離它的視線，但孔蛛總能選擇正確的路線。這表明：孔蛛的記憶中有一張地圖。在另一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，研究人員為孔蛛提供了兩條路線，兩條路線都指向獵物，但其中一條較短。大多數(shù)時(shí)候，孔蛛都能選擇最短的路線。實(shí)驗(yàn)表明，孔蛛掌握了規(guī)劃路線的能力。在野外，孔蛛就是利用這種規(guī)劃能力從獵物后面伏擊那些有一定危險(xiǎn)性的獵物。

孔蛛最喜歡的獵物是比它們體形大的獵物

沙漠隆頭蛛將弓背蟻釘在溫度高達(dá)50℃以上的灼熱沙丘表面，直至其死亡

研究還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)出現(xiàn)了意外的情況，孔蛛也會(huì)表現(xiàn)得很吃驚——在實(shí)驗(yàn)中，研究人員趁孔蛛看不到獵物的空檔，偷偷換了獵物的種類。當(dāng)孔蛛見到被換過的新獵物時(shí)，便會(huì)愣在那里，猶豫不前。如果趁孔蛛看不到獵物時(shí)，增加或減少了獵物數(shù)量，孔蛛也會(huì)愣在那里，而且會(huì)在原地待更長(zhǎng)時(shí)間。這一實(shí)驗(yàn)表明，孔蛛對(duì)數(shù)量也是有一定概念的。

盡管孔蛛屬蜘蛛有著像貓一樣的跟蹤方式和捕獵技巧，但蛛絲對(duì)它們的生存仍然是至關(guān)重要的。蛛絲是孔蛛捕獵的“利器”：有時(shí)孔蛛會(huì)利用蛛網(wǎng)所形成的有利地形，從網(wǎng)上向下俯沖到獵物身上;有時(shí)孔蛛會(huì)把捕捉到的昆蟲放在網(wǎng)上作為誘餌，來捕捉味道更鮮美的蜘蛛;有時(shí)孔蛛還會(huì)入侵到其他蜘蛛的網(wǎng)上，撥動(dòng)蛛絲，讓生活在此的蜘蛛以為有昆蟲觸網(wǎng)。當(dāng)藏身于此的蜘蛛被吸引出來時(shí)，入侵者迅速將其殺死。而且，孔蛛似乎能夠通過反復(fù)試驗(yàn)來學(xué)習(xí)如何正確地?fù)軇?dòng)蛛絲。

還有一種生活在南部非洲沙漠中的沙漠隆頭蛛，其捕獵技巧之高明也令人咂舌。沙漠隆頭蛛會(huì)先在沙丘表面織就一塊薄薄的蛛網(wǎng)，再讓蛛網(wǎng)上粘滿沙子，然后這些狡猾的蜘蛛就會(huì)鉆到自己制成的沙毯下，靜候獵物的到來。當(dāng)不知情的弓背蟻路過時(shí)，蜘蛛便會(huì)沖上去，從沙毯下面伸出強(qiáng)健的腿，將弓背蟻釘在溫度高達(dá)50 ℃以上的灼熱沙丘表面，直至其死亡。

獨(dú)居還是群居？

我們傾向于認(rèn)為蜘蛛是獨(dú)居動(dòng)物，但大約有20種蜘蛛是屬于群居的。這些蜘蛛分布于數(shù)千個(gè)群落中，共同承擔(dān)覓食、織網(wǎng)、照顧和保護(hù)后代的任務(wù)。這種生活方式主要發(fā)生在熱帶地區(qū)的蜘蛛中，可能是為了應(yīng)對(duì)暴雨對(duì)蛛網(wǎng)的破壞而進(jìn)化出來的。群居還可以有效地防御螞蟻的襲擊，也能更好地捕捉環(huán)境中的大型獵物。比如一種生活于非洲西南部的蜘蛛——灌叢隆頭蛛，其一個(gè)種群的個(gè)體數(shù)可以超過2000個(gè)。觀察發(fā)現(xiàn)，它們的群落中有兩種絲網(wǎng)：一種是大而平坦的捕捉網(wǎng)，用來捕捉獵物;另一種是小而圓的寓所網(wǎng)，蜘蛛待在這種網(wǎng)上休息。當(dāng)蜘蛛覺察到昆蟲落入陷阱而引起蛛絲震動(dòng)時(shí)，一些蜘蛛會(huì)從休息的寓所網(wǎng)中沖出來，給捕捉網(wǎng)上的獵物注射毒液。等到毒性發(fā)作，獵物不動(dòng)了，更多的蜘蛛才爬進(jìn)來，開始啃食獵物，并把獵物拖回寓所網(wǎng)。

蜘蛛大多數(shù)是獨(dú)居的，但也有群居的

灌叢隆頭蛛群落中有兩種絲網(wǎng)：一種是大而平坦的捕捉網(wǎng)，另一種是小而圓的寓所網(wǎng)

通過這些研究結(jié)果，再結(jié)合蜘蛛社會(huì)性生活的新證據(jù)，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)：許多蜘蛛物種具有高級(jí)認(rèn)知能力。然而，蜘蛛的大腦其實(shí)都很小。例如，大多數(shù)圓網(wǎng)蛛的重量在50～80毫克，有些還不到1毫克，而它們的大腦只是這個(gè)重量的其中一小部分。

拓展認(rèn)知能力

蜘蛛的古老起源，也向我們提出了一些關(guān)于大腦進(jìn)化的深?yuàn)W哲學(xué)問題。過去，我們總是傾向于在我們的近親身上尋找動(dòng)物具有智慧的證據(jù)?，F(xiàn)在，把這個(gè)思路擴(kuò)展應(yīng)用到像蜘蛛這樣的動(dòng)物身上，讓我們對(duì)動(dòng)物的智慧有了新的認(rèn)知?？茖W(xué)家認(rèn)為，我們應(yīng)該更加小心謹(jǐn)慎地對(duì)待科學(xué)研究，不要受限于被研究問題或被研究的物種。有關(guān)蜘蛛智慧的研究發(fā)現(xiàn)，讓我們不得不重新思考對(duì)動(dòng)物“思維”的定義。

以拓展認(rèn)知的概念為例。拓展認(rèn)知這一概念近年來一直令心理學(xué)家興奮不已。哲學(xué)家們創(chuàng)造了“拓展認(rèn)知”這個(gè)術(shù)語(yǔ)來描述人類的工具是如何融入人類的思維。例如，我們把筆記本電腦和智能手機(jī)作為可以隨意訪問、調(diào)取的外部存儲(chǔ)源。根據(jù)這種觀點(diǎn)，我們的心智超越了我們的大腦本身，延伸到了所有有助于我們感知、記憶和推理的外部物體上?；诖?，科學(xué)家提出了一個(gè)強(qiáng)有力的論點(diǎn)：蜘蛛對(duì)蛛絲的使用，可以被視為一個(gè)存在于自然界的延伸認(rèn)知能力的例子，因?yàn)橹┲氲牟糠钟洃浐蜎Q策被外包到了身體之外。正如工具的使用幫助了人類的成功，蜘蛛可能也已經(jīng)進(jìn)化出了延伸的認(rèn)知能力，以幫助它們?cè)诓煌沫h(huán)境中生存和繁衍。蜘蛛有額外的選擇壓力來幫助它們進(jìn)化出延伸認(rèn)知能力，因?yàn)樗鼈冇邢鄬?duì)較小的大腦和作為全能型捕獵高手所應(yīng)該具備的更高的認(rèn)知需求。

大多數(shù)研究人員將意識(shí)視為一個(gè)范圍，其中涵蓋從對(duì)周圍環(huán)境的基本心理表征、轉(zhuǎn)移注意力的能力、想象力、高級(jí)自我意識(shí)和元認(rèn)知（指人對(duì)自己的認(rèn)知過程的認(rèn)知），以及對(duì)自己的判斷進(jìn)行反思的能力等等?？茖W(xué)家之前傾向于認(rèn)為，大多數(shù)無(wú)脊椎動(dòng)物甚至連基本的意識(shí)經(jīng)驗(yàn)都沒有，它們對(duì)情況的反應(yīng)都是出于本能的。但是蜘蛛對(duì)空間的心理表征以及它們所具有的預(yù)見和計(jì)劃的能力，都表明它們具有更復(fù)雜的內(nèi)在經(jīng)驗(yàn)?？字肽軌蛟趯?shí)際行動(dòng)前，思考自己在做什么，這意味著蜘蛛可以幫助我們了解，哪些神經(jīng)結(jié)構(gòu)是意識(shí)體驗(yàn)所必需的，以及這些神經(jīng)結(jié)構(gòu)是如何進(jìn)化的。

蜘蛛對(duì)蛛絲的使用，可以被視為一個(gè)存在于自然界的延伸認(rèn)知能力的例子

蜘蛛也有智慧，讓我們向蜘蛛投去欣賞的目光

在脊椎動(dòng)物中，中腦負(fù)責(zé)收集感官信息和身體信號(hào)，然后將這些信息整合起來，在大腦中模擬世界和確認(rèn)自己在世界中所處的位置。反過來，根據(jù)需要引導(dǎo)注意力和運(yùn)動(dòng)，創(chuàng)造一種“經(jīng)驗(yàn)意識(shí)”，并在此基礎(chǔ)上建立其他類型的意識(shí)，如自我反思。這一過程基本上支撐著脊椎動(dòng)物的所有活動(dòng)。

無(wú)脊椎動(dòng)物的腦結(jié)構(gòu)與脊椎動(dòng)物的不同，但前者也存在一個(gè)被稱為“中樞復(fù)合體”的結(jié)構(gòu)來負(fù)責(zé)處理外部信號(hào)，并作出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。在蜘蛛腦內(nèi)有一個(gè)被稱為“弓形體”的部位，可能也有中樞復(fù)合體的功能。要想弄清蜘蛛腦結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)，科學(xué)家還需深入探索。

然而，如果有進(jìn)一步的證據(jù)能夠支撐上述觀點(diǎn)，即蜘蛛腦中的區(qū)域能夠創(chuàng)建對(duì)世界的內(nèi)在表征，就能夠幫助我們確定動(dòng)物進(jìn)化出意識(shí)的時(shí)間段，可能是5億多年前寒武紀(jì)生命大爆發(fā)時(shí)。那時(shí)候，就已經(jīng)出現(xiàn)了今天我們能夠見到的幾乎所有的動(dòng)物類群。與此同時(shí)，既然我們已經(jīng)知道了蜘蛛也有智慧，下次遇到藏在走廊的八腿小怪物——蜘蛛時(shí)，希望我們能夠消除敵意，對(duì)它們投去欣賞的目光。也許未來某一天，我們可以在這些蛛網(wǎng)上找到關(guān)于思維起源的線索。