風不是主力,新研究發現:蜘蛛仰賴全球電場起飛

作者 | 發布日期 2018 年 07 月 09 日 13:57 | 分類 生態保育 , 生物科技 , 自然科學 follow us in feedly

蜘蛛能分泌絲、在空中遠行數百里,這種現象過去一直有兩大理論在相互競爭,一派認為蜘蛛靠風飛行,一派則認為蜘蛛使用靜電力。現在,英國布里斯托大學新研究表明,風力確實在遷徙中為蜘蛛提供某種助力,但起飛時更重要的力量來自大自然中的電場。蜘蛛人能力破解了。



蜘蛛沒有翅膀,飛行不是牠們主要技能,但奇怪的是,牠們卻會挑一個合適時機(剛剛好的光照、溫度及風速),爬至高處噴出縷縷絲線,乘著上升氣流「飛」到他處。據嘉義縣政府農業處官網解釋,蜘蛛這種極特別的遷移方式稱為空飄(ballooning),幾乎所有蜘蛛都會以此方式移居。

一般而言,繁殖季節中的幼蛛常利用這種空飄方式,離開成蛛活動的地方尋找新棲地,雖然距離大多只有數公尺遠,但也極可能是蜘蛛遷徙至不同島嶼的方式;另外,結網性蜘蛛捕不到獵物、或環境大幅改變成不適合棲息的環境(如作物採收後變成荒地)時,也容易産生此行為,所以颱風過後或是蜘蛛繁殖期,鄉村田間都可能出現鋪天蓋地的蜘蛛絲──牠們正在搬家。

長久以來,無翅蜘蛛如何在空中飛行數百英里的謎團引起了生物學家興趣,達爾文 1839 年發表《小獵犬號航海記》(The Voyage of the Beagle)著作,描述他在小獵犬號(英國皇家海軍的雙桅橫帆船)航行世界期間的所見所聞,其中便記載他看見數百隻小蜘蛛降落在船上,而船此時還在航向布宜諾斯艾利斯的途中,距離陸地百公里。

人們普遍認為蜘蛛飛行依賴風,但事實上,就算天氣沒有風或下雨時,科學家也觀察到蜘蛛起飛了,於是,另一個蜘蛛飛行依賴靜電力的古老理論始終存在。最近,來自英國布里斯托大學的新研究支持了靜電力理論。

研究主要作者、生物物理學家 Erica Morley 表示,以風做為驅動因素的現有理論無法完全預測蜘蛛的空飄模式,為什麼在某段日子裡蜘蛛會傾巢而出,但某些日子裡卻沒有半隻蜘蛛嘗試飛行?

團隊將研究重點放在大氣電勢梯度(Atmospheric Potential Gradient,APG)上,這是一種圍繞著地球旋轉的全球恆定電路,當天氣不穩定時,APG 可能會增強,當天空無雲時,APG 可達每公尺 100 伏特,如果是雷暴天氣,APG 可以上升到每公尺 10000 伏特。科學家之前已證明有些昆蟲能藉它使力,比如蜜蜂利用它與蜂巢通訊、大黃蜂利用它尋找花粉。

現在,研究人員於實驗中將蜘蛛置於完全沒有空氣流通的封閉塑膠盒內,打開電場後,發現蜘蛛腳上的細毛開始移動,就像人類頭髮碰到靜電時會豎立起來一樣,蜘蛛開始伸直腳、自豪地露出腹部,接著噴出蜘蛛絲,起飛了;但當電場關閉,好像一股無形的力量瞬間消失,蜘蛛又落寞的回到地面。實際上,研究人員還可以用電控制蜘蛛飛行的高度。

▲ 蜘蛛腳上的細毛在電場中豎立。(Source:取自研究論文

研究人員認為,蜘蛛可能先利用絲與大氣電場的摩擦力起飛到某個高度,之後再順著風旅行,這項研究改變了我們對蜘蛛的既有認知,也有助於理解物種分布及生態恢復能力。此外,研究也表明了動物或昆蟲超越人類,能以自然的方式適應環境。

研究發表在《Current Biology》期刊。

(首圖來源:布里斯托大學