@ 2018.06.17 , 13:00

蜘蛛会飞!科学家拍到了蜘蛛起飞瞬间

Jessica Boddy
蜘蛛会飞!科学家拍到了蜘蛛起飞瞬间
Credit:研究者油管截图

如果说你很怕蜘蛛,那我有一个坏消息要告诉你:蜘蛛会飞。

先别慌——其实只有特别小的小家伙们才会飞,这种行为又称为“乘气球”。通过吐出一束丝线的方式,蜘蛛宝宝们接着风力升上天空,开枝散叶寻找新的家园;成年蜘蛛则借此轻松地四处游荡,寻找伴侣和餐点。它们中的佼佼者甚至能驾驶着这丝质的滑翔伞乘风破浪、漂洋过海!

尽管这种现象并不罕见,科学家此前尚不明确蜘蛛究竟是如何上天的。柏林工业大学的空气动力学工程师Moonsung Cho对此很有兴趣,他研究了蟹蛛决定起飞的时机和方式。蟹蛛在所有蜘蛛飞行家里算是大个子了——虽然也只有5毫米长,但对Cho来说它们是理想的研究对象,这样他就不需要准备超高级的放大设备。

他请来14位蟹蛛,把它们安置在柏林公园的一个小小的穹顶结构上,想看看它们是如何面对自然风的。他也在实验室的受控风洞中研究它们。他发现在起飞之前,蜘蛛为了安全起见,会放下一段丝线作锚。接着它们会伸出一只前腿测试风速和风向——这就相当于人类舔手指头测试风向(译注:一种测试风向的方法,舔湿食指伸向空中,先干的一面就是迎风面)。

如果风力正合适的话——对这些蟹蛛来说,就是不高于3.3m/s且朝上吹——它们会扳直身体,撅起屁股对着天,屙出50到60根纳米级的丝线将自己托上天。这些丝线平均有10英尺长。一旦松开锚丝,它们就“乱世佳人”了。

蜘蛛会飞!科学家拍到了蜘蛛起飞瞬间
Credit:研究者油管截图,动图6MB

并未参与此项研究的美国自然历史博物馆的蜘蛛学专家Cheryl Hayashi说道:“要不是亲眼看见,你根本不会信。这着实令人震惊,蜘蛛竟然进化出了这么一手——它们竟然能够御风而行!”

从物理学角度来讲,这种飞行方式之所以能起作用,是因为同空气的黏稠度相比,蜘蛛的丝线实在是太细了。Cho把这些蛛丝放在扫描电镜下观察,发现很多蛛丝的直径甚至低于可见光的波长(400-700nm)。

Cho告诉Gizmodo:“大多数有翅膀的昆虫会通过振翅来制造涡流,以托起自己的身体,浮在空中。”但这种纳米级的蛛丝是如此轻薄,它们借助空气的黏稠度就能滞空。“从蛛丝的角度来说,空气就像是蜂蜜一样。”

Hayashi表示,蜘蛛在起飞前先试试风力、而不是不管不顾直接开喷,是很合理的。蛛丝由蛋白质构成,合成起来也很耗能量;毕竟蜘蛛们也不想铺张浪费。在后续的研究中,Hayashi期待能看看其它品系的蜘蛛在“乘气球”前是否也会抬腿试试天气,还是说此种技能为蟹蛛所独有。

两位科学家都认为关于蜘蛛飞行的研究或可充实物理学的内容。

Hayashi告诉Gizmodo:“数百万年来,这些蜘蛛应用蛋白质的技艺已臻于化境,甚至能用来飞行。我想在空气动力学等方面,我们一定能从它们那里学到不少东西。”

而Cho则设想有一种蟹蛛大小的设备,可以在飓风和龙卷风中来往穿行、采集数据,这就可以替换现有的载人飞机。不过,他也承认这一宏大目标远远超出本研究的范畴。本研究刊载在《PLOS Biology》上。

要是你还在担心成千上万小小的飞行蜘蛛糊你一脸的话,Hayashi的一句话或许可以给你些许安慰:“要是知道蜘蛛会避开你所在的地方,你大概能放松一些。它们不会直接朝你飞来——蜘蛛很害羞的。蜘蛛会飞着躲开你。”

本文译自 gizmodo,由译者 dubulidudu 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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