害怕小蜘蛛可能看起來很傻,但是當你考慮到捕食者在瞄準獵物時所採用的精確性、技巧和創造力時,它在恐怖電影中的出現就更有意義了。蜘蛛注入毒液的毒牙和尖尖的爪子使它們分節的腿顯得足夠兇猛,但是它們創新性地使用絲來誘捕受害者可能是我們應該慶幸它們體型小的最大原因。
“它們絕對是使用絲的大師,”堪薩斯大學的蜘蛛學家和古生物學家保羅·塞爾登說。其他爬行動物也會製造這種東西——蠶用它來化蛹,一些螞蟻用它來築巢——但是,塞爾登說,“它們沒有蜘蛛那樣多的用途。”
蜘蛛絲有幾十種用途——保護卵,創造水下家園,最明顯的是,作為令人驚歎的多樣化狩獵工具。在下面描繪的樹中,科學家們勾勒出了球體編織者和從它們衍生出來的蜘蛛的蜘蛛網設計樣本——僅僅是使用絲綢狩獵的蜘蛛的一個子集。地面和樹幹被祖先親屬和一些早於懸掛在樹枝上的絲綢結構佔據。
關於支援科學新聞
如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞事業 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保未來能夠繼續講述關於塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事。
球體編織者,有時與其後代一起被歸類為 Orbiculariae,約佔已知 45,000 多種蜘蛛物種的四分之一。它們的網通常具有經典的同心圓和從中心輻射出來的輻條狀細絲。但是一些 Orbiculariae 成員會紡織新奇的東西。在圖中,一種流星錘蜘蛛 (Mastophora) 懸掛在樹的最高點,準備將她的粘性球體甩向被資訊素誘餌吸引來的飛蛾。在右邊,一種撒網蜘蛛 (Deinopis) 在她的爪子之間握著一張絲網,準備在獵物走到下面時將其放下。
球體編織者,來自 Orbiculariae 類群,製造經典的輪狀蜘蛛網,以及其他有趣的設計。這棵樹展示了 Orbiculariae 的一個樣本,說明了蜘蛛網的多樣性。進化上更古老的蜘蛛及其祖先出現在地面和樹幹上;較新的物種懸掛在最高的樹枝上。 鳴謝:F. Vollrath 和 P. Selden AR Ecology, Evolution, and Systematics 2007(根據 Vollrath 1988 修改)
塞爾登說,科學家們仍在努力對這種多樣性進行分類,並瞭解它是如何形成的,他與人合著了一篇關於蜘蛛網進化論的評論,發表在《Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics》雜誌上。這篇評論中的這張圖片 暗示了隨著人們沿著樹向上移動的一般進化過程,並突出了一個關鍵事件:隨著昆蟲開始飛行,蜘蛛追逐著它們向上移動,將它們的陷阱放置在更高的空中。
隨著昆蟲進化出逃避這一類捕食者的方法,蜘蛛網繼續多樣化。Scoloderus 的梯子網,在典型的圓形球體上方有一個細長的交叉網狀結構,專門用於捕獲飛蛾,飛蛾通常會透過脫落保護鱗片來逃脫粘性網。梯子部分使飛蛾不斷翻滾——並且會在鱗片全部脫落後將其困住。三角蜘蛛 (Hyptiotes) 透過在昆蟲撞擊主要的錐形部分時釋放其網的長線部分來最佳化其攻擊。結果,蜘蛛網坍塌幷包裹住目標,就像一個突然失去支柱的露營帳篷。
一點粘性有助於將獵物固定到位足夠長的時間,以便蜘蛛能夠永久制服它們。但並非所有蜘蛛網都以相同的方式獲得粘性。有些蜘蛛網用膠水液滴捕捉昆蟲。另一些是“羊毛狀的”——它們的絲由細絲組成,這些細絲附著在昆蟲的毛髮和腿上,很像毛衣的線粘在毛刺上。在圖中,樹右側主幹上的蜘蛛編織羊毛狀或篩狀網。左側的編織者使用粘性的、非篩狀的絲。
細絲型別的這種分歧一直是科學家研究蜘蛛進化論的一個癥結所在,引發了一場關於球體網進化了多少次的長期辯論。加州大學戴維斯分校的蜘蛛學家傑森·邦德說,儘管蜘蛛網細絲可能非常不同,但構建行為卻非常相似。因此,尚不清楚篩狀和非篩狀編織者是否獨立產生了球體編織,或者蜘蛛網是否只出現了一次,而絲綢型別後來才出現分歧。
關於蜘蛛網構建行為進化的線索部分來自化石證據。蜘蛛網和其他絲綢結構通常不易化石化(儘管偶爾科學家們會發現儲存在琥珀中的絲線和成團的蜘蛛網),因此研究人員通常依賴於他們可以在現代蜘蛛的形態和行為之間建立的聯絡,以瞭解過去蜘蛛和原始蜘蛛的一些資訊。
例如,今天的片狀網建造者(例如如圖所示的 Agelena 組和 Ischnothele 屬的漏斗網蜘蛛)在草地和其他植被上鋪設網狀毯子,並且往往表現出異常長的紡絲器。就在今年,科學家們在最近發現的古代蛛形綱動物的化石遺骸中也發現了類似的長紡絲器。因此,邦德說,“至少有一種假設是,它們建造了一種片狀網。”“也許片狀網是所有蜘蛛的祖先型別的網。”
除了研究蜘蛛網是如何產生的之外,研究人員還在研究一些蜘蛛是如何放棄蜘蛛網的。一些較新的物種,例如某些專門捕獵螞蟻的專家和波西亞跳蛛(它會透過從上方降低自身來捕食其他蜘蛛),根本不使用蜘蛛網。
考慮到蜘蛛已經有數億年的進化時間,蜘蛛策略的驚人多樣性不應令人感到驚訝——研究人員發現了在恐龍出現之前 1.5 億多年前就已四處奔走的蜘蛛化石。
邦德說:“你們正在談論的是 50,000 個物種,它們幾乎完全是捕食性的。”“蜘蛛已經設計出各種各樣的殺死昆蟲的方法。”
*編者注(2018 年 10 月 31 日):本故事的副標題已更新,以糾正蜘蛛進化年數的錯誤。
本文 最初於 2018 年 10 月 31 日由 Knowable Magazine 出版,Knowable Magazine 是 Annual Reviews 的一項獨立新聞事業,經許可轉載。註冊 新聞通訊。
