无处不在的蜘蛛从哪里吐丝?

蜘蛛无处不在,绝大多数的房中都有蜘蛛的足迹。美国最新的昆虫学调查显示,人类75%与68%的浴室与卧室都有蜘蛛的痕迹。

蜘蛛不像蚂蚁,成群结队一起生活,它一般喜欢独行,靠自己单打独斗活在这个地球上,还真是不容易。不过,不用担心,它们有自己的独门秘籍——能织出各种形状蜘蛛网的蛛丝。蜘蛛“拉”出来的丝,单根最长可达700米,是迄今为止最结实的天然纤维之一。

01蛛丝不是“吐”出来的,而是“拉”出来的

蛛丝向来就被人称为“生物钢”,具有很好的弹性和强度,就算一只高速飞行的昆虫撞到蛛网上,蛛网往往毫发无损。一般说来,蛛丝的抗拉强度是钢材的2倍,即使是飓风过境,它也安然无恙。

人们总以为蛛丝是从蜘蛛嘴巴里吐出来的,就连苏拯都写道:“蜘蛛吐出丝,飞虫成聚血。” 事实上,所有的蛛网并不是从蜘蛛嘴中“吐”出来的,而是由蜘蛛腹部的纺丝器“拉”出来的。

一只蜘蛛一般有3对纺丝器,也称为“纺织机”,即前纺丝器、中纺丝器和后纺丝器,每对纺丝器的作用各有不同。当然,也有的蜘蛛长有7对,不过这种蜘蛛极少。纺丝器上都有许多个纺丝管与丝腺相连。每当蜘蛛需要结网的时候,腺体内的丝液就会通过S形纺丝管流到体外去。

结网前,蜘蛛得先找到一个固定物,将丝液粘到上面;然后,蜘蛛就飞速移动自己的身体,将黏黏的“胶水”拉出来,丝液一旦遇到空气,就会立即凝结成一根黏性强、张力大的蜘丝。

当然,蜘蛛拉丝也是技术活,如果蜘蛛的动作太慢,丝蛋白分子间就不会发生物理与化学变化,行不成蛛丝;只有当蜘蛛移动达到一定速度时,丝蛋白分子才会来不及流动,就被拉伸开来,形成新的排列组合,从而产生强烈的结合力,形成蛛丝。

所以,不论什么蜘蛛,是吐不出丝的。蛛丝从来就不是吐出来的,而是拉出来的!

02蛛丝的弹性与强度,是由蛋白质的属性所决定的

大家知道,蛛丝在蜘蛛腹部中时,一般是以液体的形态存在的,可是拉到外面却变成了固态的丝,这一现象到底怎样发生的?很多科学家也一直在研究这个问题。其中,纽约康奈尔大学昆虫学院琳达博士得出的结论是这样的。

蛛丝的主要成分是由甘氨酸、丙氨酸及小部分的丝氨酸,加上别的氨基酸单体蛋白质分子链构成。通俗一点讲,蜘蛛丝主要由酸和蛋白质构成。

蛛丝为何有这么好的弹性呢?因为蛛丝含有2种不同蛋白质,每种蛋白质由3个具有不同物理特性的区域组成,其中1个区域的蛋白由非晶质基质构成,这种基质延伸性很好,这使蛛丝具有弹性。

那么,蛛丝又为何具有强度呢?琳达博士解释说,其它2个区域的蛋白组织结构是结晶体,一种结晶体刚性强一些,一种结晶体相对弱一些,它们相互紧紧地呈褶状交织在一起。其中相对弱的结晶体在与强刚性的结晶体紧密相褶的同时,还与另一个区域的柔性基质相互作用结合。这样一来,使得蛛丝不仅具有强度,而且还有了很强的坚韧性。

同时,蛛丝还具有一定的粘性,就是这些粘性物质让蛛丝不会过早形成结晶体。

03蛛网好比是蜘蛛的菜篮子,也可以说称蜘蛛的生命线,有时还是育婴室

在不同的时期,蜘蛛的丝腺会产生不同功能的丝,那么这些蛛丝有什么用处呢?一般说来,蛛丝有5种用途,其中,最主要是用来结网捕食,其次就是用作卵袋、交配、逃生或传递信息等。

世界上所有的蜘蛛一年要吃掉多达8亿吨食物,其中要捕食4-7亿吨的昆虫,但我们人类一年吃掉的肉食才4亿吨,可见蜘蛛是多么的能吃。

蜘蛛之所以能捕捉到这么多食物,都是靠它这张网,就好比是蜘蛛的菜篮子。因为蜘蛛几乎是全瞎,蛛网可以说是它各种感觉器官的延伸。

据《自然》杂志介绍,不管蛛网哪个部分被触动,整个蛛网都会有反应。单凭蜘丝振动传来的信息,蜘蛛就能准确感知到投网昆虫的位置、大小等信息,从而成功捕获在蛛网中挣扎的昆虫。

你也许观察到,少量蜘蛛不织网,但其身后总跟着一根丝。其实,这种丝可以说是蜘蛛的生命线。很多时候,你会看到蜘蛛从天花板吊一根丝到半空作为保险绳,就算突然脚下腾空它也不至摔死,从而保证蜘蛛的生命安全;当蜘蛛遇到捕食者时,这根蛛丝还可以作为“电话线”,及时向蜘蛛传递情报,保证蜘蛛及时逃跑。

很有意思的是,蛛丝还可以做“卧室”。一些树栖的蜘蛛就会用大量的丝在树枝上做一个窝,在里面舒舒服服睡大觉;而一些地栖的蜘蛛喜欢在自己的洞里用蛛丝铺上一张网,来装修一下自己窝。

生活在亚马孙热带雨林中的食鸟蛛,公的长大后毒牙两边有个精拳,装精子交配用的,但是它的须肢不够长,不能自己去采精,这时候就用蛛网铺成一张垫子,在上面排精,这样一来,就能收集到精子了。

蜘蛛“生孩子”也很有趣,它先织一张保暖的网,在上面产卵,然后把网卷起来形成一个圆形的卵包,这样可以当做一个“育婴室”,蜘蛛宝宝在里面就能安全出生。

结语

一根小小的蛛丝,蕴含着很多生态原理,尽管以前大家误解了它的来源以及作用,不过近来有一个好消息,瑞典农业科学大学约翰逊发布新闻说:“我们首度能在不用刺激性化学物质的情况下,制造出人造蜘蛛丝。”对人类来说,这真是一项了不起的工程!