飛行,這種能力對(duì)一些物種來(lái)說(shuō)就像吃飯喝水一樣簡(jiǎn)單。像昆蟲(chóng)一樣幾乎有飛行能力,只要有翅膀就能飛行,完全不需要學(xué)習(xí)。像鳥(niǎo)兒一樣,需要童年的反復(fù)練習(xí),才能掌握飛行的技巧。

然而對(duì)于蛛形綱動(dòng)物而言,翅膀宛若演化過(guò)程中的禁區(qū),無(wú)論如何也進(jìn)化不出翅膀,飛行也一直是它們的短板,然而,沒(méi)有翅膀就真的不能飛了嗎?

蜘蛛真的會(huì)"飛"嗎?

擴(kuò)散與遷移對(duì)于物種的繁衍與發(fā)展尤為重要,因此為了將種族發(fā)揚(yáng)光大,許多物種已經(jīng)進(jìn)化出了多種機(jī)制來(lái)遷移到別的地方,有用跑的、有用游的、有用飛的、有搭順風(fēng)車的。為了避免同類兄弟姐們的競(jìng)爭(zhēng)與自相殘殺,蜘蛛也需要通過(guò)遷移來(lái)保證繁殖率,可是和昆蟲(chóng)不一樣,蜘蛛沒(méi)有翅膀,但是有些蜘蛛?yún)s分布世界各地,哪怕在荒無(wú)人煙的小島上也能找到它們的身影,那它們是如何做到的呢?蜘蛛:當(dāng)然是用飛的啦!

其實(shí)在很早以前人們就發(fā)現(xiàn)了會(huì)"飛"的蜘蛛,那個(gè)時(shí)候的人們?cè)诤I虾叫?,就?jīng)常在船只的桅桿上發(fā)現(xiàn)了從空中飄落的蜘蛛。在1980年日本九州大學(xué)農(nóng)學(xué)部大熊千代子和三重大學(xué)農(nóng)學(xué)部岸本良一專門(mén)在距離中國(guó)大陸約400公里的海上調(diào)查過(guò)這些飛行的蜘蛛,他們?cè)诖系闹魑ι习仓昧巳龔埐断x(chóng)網(wǎng),在距離海平面高18米的位置上捕捉這些飛行蜘蛛,結(jié)果共捕獲到105只蜘蛛,而且這些蜘蛛均來(lái)自中國(guó)的華南。

19世紀(jì)早期的科學(xué)家夢(mèng)將這種飛行行為歸因于"膨脹",也就是借由熱空氣產(chǎn)生的上升氣流帶動(dòng)蜘蛛"飛行"。當(dāng)陽(yáng)光明媚的時(shí)候,蜘蛛就會(huì)向身后噴射出多根長(zhǎng)長(zhǎng)的蛛絲,然后借由暖空氣和冷空氣形成的垂直湍流層(也叫熱層)形成的舉升力使蜘蛛"膨脹",然后一舉升天。

然而這種說(shuō)法并不能解釋蜘蛛是如何觀察到在低風(fēng)速的時(shí)候迅速釋放蛛絲升天,并且在陰天的時(shí)候?yàn)槭裁匆灿兄┲肫痫w?并且如果是借由風(fēng)力飛行,為何觀察到的蜘蛛絲每根都是呈扇形分開(kāi)的,而不是在風(fēng)中隨風(fēng)搖擺?根根分離的蛛絲明顯像有一種力在牽引著它們,那么這種力究竟是什么呢?

蜘蛛:我,御電飛行

電場(chǎng),電場(chǎng)是電荷及變化的磁場(chǎng)周圍的空間里存在的一種特殊物質(zhì),只要有電荷就存在電場(chǎng)。

最新的研究發(fā)現(xiàn)蜘蛛正是借由電場(chǎng)的力進(jìn)行飛行,聽(tīng)起來(lái)好像很高級(jí)很高科技的樣子。20世紀(jì)初,隨著人們對(duì)大氣電學(xué)的深入研究,發(fā)現(xiàn)整個(gè)地球的大氣層就像一個(gè)巨大的電路,而蜘蛛能夠飛行正是它們身體里面內(nèi)置了某種能夠探測(cè)電場(chǎng)的設(shè)備。

最終來(lái)自布里斯托爾大學(xué)的研究人員Erica Morley和Daniel Robert對(duì)蜘蛛利用電場(chǎng)飛行給予十分明確的答案。他們將蜘蛛關(guān)在一個(gè)沒(méi)有任何微風(fēng)、但是電場(chǎng)可控的盒子里,發(fā)現(xiàn)蜘蛛照樣能起飛,此外,若是在蜘蛛正處于空中的時(shí)候開(kāi)-關(guān)-開(kāi)電場(chǎng),就會(huì)看到蜘蛛一會(huì)兒向上一會(huì)兒向下地移動(dòng)。換句話說(shuō),它們不僅能探測(cè)到電場(chǎng),還能利用電場(chǎng)和靜電斥力的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)飛翔。那么蜘蛛究竟是如何做到"御電飛行"的呢?

飛航的蜘蛛

要了解蜘蛛如何乘電飛行,首先就需要先了解一下關(guān)于地球電場(chǎng)的基本知識(shí)。地球自帶負(fù)電荷,簡(jiǎn)稱"接地";而在天氣晴朗萬(wàn)里無(wú)云的天氣下,從平坦的地面垂直向上,每高出地面一米就會(huì)攜帶100伏特左右的電壓(大氣電位梯度APG)。并且無(wú)論晴天還是暴雨天氣,APG始終存在,而且任何接地的,尖尖的結(jié)構(gòu)從平坦的電場(chǎng)中伸出都會(huì)大幅度增強(qiáng)局部電場(chǎng),就比如我們常見(jiàn)的避雷針,它們就是增強(qiáng)了頂部的電場(chǎng)強(qiáng)度,從而吸引雷電,樹(shù)木也是如此。所以雷雨天氣盡量遠(yuǎn)離這些突出水平電場(chǎng)的尖銳結(jié)構(gòu)哦。

咳,扯遠(yuǎn)了,我們繼續(xù)說(shuō)回到蜘蛛。當(dāng)蜘蛛甩出蛛網(wǎng)的時(shí)候,蛛絲帶負(fù)電。電荷同性相斥,蛛絲便排開(kāi)了周圍物體的負(fù)電荷。但蛛絲周圍的空氣中卻又帶著正電荷,這實(shí)際上便形成了一個(gè)電路。并且蜘蛛腿上的蠱毛(trichobothria)還能監(jiān)測(cè)到電場(chǎng),在感應(yīng)電場(chǎng)的時(shí)候,這些毛會(huì)動(dòng)來(lái)動(dòng)去,而其它毛卻一動(dòng)不動(dòng)。蜘蛛并不僅限于感知到電場(chǎng),還能在此基礎(chǔ)上編織出迷你的降落傘飛到空中,甚至是飛出實(shí)驗(yàn)盒,飛到五多千米的高空中。

當(dāng)然,能夠飛行的蜘蛛大多都是小蜘蛛,而體型過(guò)大的蜘蛛由于體重限制,所以并不能自如的進(jìn)行飛航。所以你不用當(dāng)心在雷雨天氣,天空電閃雷鳴,一只大蜘蛛從天而降……頂多是一只小蜘蛛,嗯,小蜘蛛?;蛟S有一天,隨著科技水平的提高,人們也能研發(fā)出利用電場(chǎng)飛行的飛行器呢。

參考資料:

雖然沒(méi)有翅膀 但蜘蛛能靠地球電場(chǎng)"飛航"

自帶"飛行器"的蜘蛛

蜘蛛飛航習(xí)性觀察

東海上空的飛航蜘蛛

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