科学家们如何知道蜘蛛用丝“滑轮”吊起大猎物

科学家们如何知道蜘蛛用丝“滑轮”吊起大猎物

缠网蜘蛛是八足的工程师,他们在制作丝绸滑轮,以抓取超大的猎物,例如蜥蜴,甚至是在地下行走的小型哺乳动物。

直到现在,科学家们还不完全了解蜘蛛如何捕获如此沉重的受害者。研究人员首次分析了蜘蛛的诱捕和举起重动物的建造技术和丝绸构造。

研究人员在一项新的研究中报告说,事实证明,一旦捕获到猎物,蜘蛛就会主动“调整”它们的丝机制,将预先拉伸的线附着在滑轮上,以最大程度地提高它们的举升力,并使猎物比蜘蛛网本身重得多。

蜘蛛丝非常擅长分散能量。当昆虫飞入网中时,来自其挣扎的能量会通过连接的线网吸收和消散。蚕丝还具有弹性,因此可以存储和放大能量,就像拉弓上的绳子拉紧然后释放以射出箭一样。

在这项研究中,科学家们质疑,每当蜘蛛网的蜘蛛粘滞的诱捕线捕捉到一些太笨拙的东西以至于无法从地面上拉起时,缠结网的蜘蛛如何利用丝绸中的弹性物进行繁重的举升。

Theridiidae家族中有2,200种以上描述的缠结蜘蛛网(也称为蜘蛛网织布机)物种。根据生物多样性数据库《生命百科全书》(EOL),它们生活在世界各地,并以密集,不规则形状的网而闻名。在研究人员的实验中,他们研究了两种缠结网种-Steatoda paykulliana和Steatoda triangulosa-并赋予蜘蛛举起橙色斑点蟑螂(Blaptica dubia)的任务。蜘蛛最多重0.007盎司(0.22克),最重的蟑螂重0.02盎司(0.56克)的三倍。

在实验中,科学家观察到蜘蛛在建造网罗时,悬挂着粘有粘性胶的特殊纤维,既捕食猎物,又在捕获到某些东西时向蜘蛛发出信号。特伦托大学生物启发,仿生,纳米,超材料力学实验室的博士后研究员加布里埃尔·格列柯说,如果不幸的受害者是小昆虫,那一根线可能足以将其提起。意大利。

但是,如果猎物太大,蜘蛛无法用自己的双腿将其猛拉,那么“这就是陷阱发生变化的时候,” Greco告诉Live Science。“蜘蛛也参与其中。”

蜘蛛不再是被动的观察者,然后开始产生高压线-蜘蛛将一端固定到网状物上并将另一端附着到被捕食者身上时拉伸的丝纤维。Greco解释说,当线松弛时,它们释放其存储的能量以逐渐增加动物的体重,而蜘蛛会一遍又一遍地执行此操作,直到猎物处于所需的高度。研究人员报告说,在实验中,蜘蛛将重的蟑螂从地面上抬高了3英寸(8厘米),最快的提速速度约为每秒0.004英寸(0.01厘米)。

研究作者还描述了蜘蛛用来构造网的四种不同类型的丝绸,每种都有特定的功能。有两种类型的支撑线,每种由不同的压盖制成。覆盖有粘性液滴的“诱捕”线;最后,用水泥般的丝将线连接在一起。Greco说,蜘蛛然后产生了第五种类型的丝绸来结合并固定猎物。

他补充说:“蜘蛛是丝绸的完美工厂,它可以在不到毫秒的时间内生产出多功能材料,至少有五种不同的材料。”

蜘蛛的另一种类型-三角编织蜘蛛(Hyptiotes cavatus)-也利用了丝绸存储和释放能量的能力。据《生命科学》(Live Science)2019年报道,它使用其丝绸来制作弹力弹弓,从而使蜘蛛发射的距离比跳远的距离还远。

但是,研究人员仍然对蜘蛛丝的弹性还不甚了解,例如丝绸可以放松多少并再次拉伸。计算该极限值将有助于科学家了解蜘蛛可以将拉伸线拉伸多远,而拉伸线也必须承受被捕获动物的挣扎而不能折断或瘫痪。

格雷科说:“这些只是朝这个方向的最初见解。”

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