“御气飞行”蜘蛛利用风、空气中的电场起飞?甚至能飞越海洋!

在实验室里,当研究人员打开电场时,蜘蛛准备“飞”起来!

“御气飞行”蜘蛛利用风、空气中的电场起飞?甚至能飞越海洋!

蜘蛛将要起“飞”前的动作~(网络图)

在吹入微风之前,蜘蛛会踮起脚尖(如上图),放出丝线。新的研究表明,电场可能帮助蜘蛛决定何时飞行

蜘蛛没有翅膀,但这并不意味着它们被困在陆地上。人们知道,蜘蛛是用丝线做成的“降落伞”在地球表面漂浮数公里。

这些所谓的“御气飞行蜘蛛”(ballooning-spider)甚至可以飞越海洋,到达新的栖息地。最新研究表明,空气中的电荷可能为飞行提供线索。

这一无形的信号可能有助于解释为什么蜘蛛的起飞时机如此不可预知。有些天,大量的蜘蛛一起聚集在一起。而在其他日子里,尽管天气条件相似,他们仍然坚守阵地。

当条件合适时,一些蜘蛛会爬到最高点。在那里,它们释放丝线,等待风帮助它们高飞。

“御气飞行”蜘蛛利用风、空气中的电场起飞?甚至能飞越海洋!

等待高飞的蜘蛛~(网络图)

要起飞,蜘蛛需要柔和的气流。过去的研究表明风速低于11公里每小时(7英里每小时)是最好的。

英国布里斯托尔大学的感官生物学家埃里卡·莫利(Erica Morley)指出,这样的微风不应该强到足以让一些“御气飞行蜘蛛”(ballooning-spider)飞离地面。

因此,她指出,科学家们长期以来一直怀疑是否有其他力量参与其中。

例如,地球大气中的电荷形成一个场,吸引或排斥其他带电物体或粒子。这个电场的强度不同。它生长在物体周围,如树上的叶子和树枝。它也随着天气而波动。在适当的条件下,这些电荷会不会推到蜘蛛降落伞的丝线上——将它们扇动起来以保持蜘蛛在空中飞?

埃里卡·莫利和布里斯托尔大学的感官生物学家丹尼尔·罗伯特(Daniel Robert)决定研究蜘蛛是否能感知这些电荷。

首先,他们封锁了实验室里的天然电场,然后人为地创造了电场。它模仿了野外蜘蛛的经历。皿蛛科是世界上第二大的蜘蛛科。科学家们把来自那个家族的微小蜘蛛放进了那个电场。

即使没有微风,当蜘蛛察觉到这片领域时,它们也会栖息在脚尖上。蜘蛛在“御气飞行”之前会摆出类似芭蕾舞式的姿势。科学家称之为“踮起脚尖”。当研究人员关掉人造电场时,蜘蛛就会从踮起脚尖的状态回复到正常。

研究人员在7月5日的《当代生物学》上分享了他们的发现。

这张扫描电子显微镜图像显示了蜘蛛腿上毛发的特写(下图)。这些头发在微风中竖起来。同样的毛发也对电场有反应。

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蜘蛛毛发的反应~(网络图)

研究人员发现,蜘蛛体内的细小毛发会对移动的空气和电场做出反应。但它们对两者的反应都是一样的。只要空气吹在它们身上,它们的毛发就竖起来了。

在电场的作用下,当电场打开时,毛发会非常明显地竖起来。在接下来的30秒左右,这些毛发逐渐回落到它们的休息位置。

这些新发现将飞行前的踮脚姿势与电场的存在联系起来。

柏林工业大学研究空气动力学的Moonsung Cho补充道,但是蜘蛛需要更多的东西才能真正起飞。

没有参与这项研究的Moonsung Cho解释说,研究中的一些蜘蛛确实漂浮着。然而,研究人员并没有测量这种起飞行为。

Moonsung Cho在另一个蜘蛛家族研究过“操纵空气”。地蟹蜘蛛在“飞”上高空之前,似乎用它们的腿来感觉风速,它们摆动一条细长的腿,以感知移动的空气,并决定风的条件是否适合飞行。

Moonsung Cho的团队在6月14日的《公共科学图书馆·生物学》杂志上报道了这一发现。

所以当蜘蛛决定要起“飞”时,对电场的反应可能并不是全部。


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