蜘蛛的空气动力学能力已经困扰了科学家上百年。科学家们将这些无翼节肢动物的飞行行为定义为“气球驾驶”(ballooning),在这种情况下,蜘蛛可以利用蛛丝将自己推到风中,进而迁移数千英里。然而,在无风、阴天甚至是下雨时也可以看到“气球驾驶”现象,这就引出了一个问题:蜘蛛在空气动力阻力很小时是如何“起飞”的呢?
在7月5日发表于Current Biology杂志的论文中, 来自英国布里斯托尔大学的生物学家们相信他们已经找到了答案。“很多蜘蛛会在‘起飞’时释放出多条蛛丝,这些蛛丝呈扇形散开,意味着它们之间可能存在着排斥静电力。”感官生物物理学专家、首席研究员Erica Morley博士说,“现有的理论不能预测蜘蛛只利用风作为动力的‘气球驾驶’模式。为什么有些天会有大批的蜘蛛起飞,然而有些天却一只也没有?我们想知道除空气动力阻力之外,是否还有其它外部力量会引发‘气球驾驶’以及蜘蛛是利用什么样的感应系统来探测到这些力量的?”
谜底可能是大气电位梯度(APG)。昆虫可以探测到围绕着所有物质的大气电位梯度和电场(e-fields)。举例来说,大黄蜂可以探测到自己和花朵之间出现的电场,蜜蜂可以用电荷和蜂巢沟通。长期以来,人们一直认为蜘蛛丝是一种有效的电绝缘体,但直到现在,人们还不知道蜘蛛能够以类似于蜜蜂的方式探测和回应电场。
在他们的研究中,布里斯托尔大学的研究者们将皿蛛暴露在实验控制下的电场(在分量上与大气中存在的电场相当)中,结果发现当开启或关闭电场时,蜘蛛会向上(开启)或向下(关闭)移动,证明无风条件下,蜘蛛可以在电场中“起飞”。
“此前,科学家们认为来自风和蜘蛛自身的拖曳力量是这种散布的动力,但我们的研究显示,电场可以引起‘气球驾驶’并在空气不流动的情况下为蜘蛛提供升力。” Morley博士补充说。
这些发现的应用范围不只局限于节肢动物世界,对许多毛毛虫等动物来说,空中散播也是一个非常重要的生物过程。更好地理解这种散播方式背后的机制对全球生态十分重要,可以让我们更好地描述种群动态、物种分布和生态恢复。“下一步,我们将研究其它种类的动物是否也能够探测并利用电场来在空中传播。” Morley博士说。
编译:Sky 审稿:alone
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