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!