为了避免被“老婆”吃掉,这些公蜘蛛想出了各种神奇操作
在湖北大学生命科学院的老婆实验室里,两只隆喜蟱蛛正挂在蛛丝上缠绵,为避好不甜蜜……但是免被甜蜜还没多久,就在一瞬间,吃掉出各公蜘蛛以每秒90cm的公蜘速度挣脱出老婆的怀抱,自由地飞向空中。蛛想种神作小小的奇操蜘蛛还会在空中打转,仿佛在大吼:没想到吧,老婆这就是为避我的逃跑路线!
没搞清楚的免被人,估计都以为公蜘蛛是吃掉出各个不负责的渣男……其实,它更多是公蜘在逃命(虽然也有点渣的成分),因为,蛛想种神作如果它再晚一秒跳开,奇操就有可能变成母蜘蛛的老婆盘中餐。
Part.1
蜘蛛为啥要逃跑?
交配后被吃掉,在昆虫和蛛形纲里尤为常见。这种行为在生物学里被称为:性食同类(Sexual Cannibalism)。《黑猫警长》里公螳螂“献身”母螳螂的行为就属于性食同类。
这里打引号,是因为它并非真心想把自己当做贡品献给母螳螂。(此处见文章《童年阴影:《黑猫警长》里雄螳螂真的自愿被吃吗?》)同样的,也几乎没有蜘蛛心甘情愿当食物,谁会想被生吞呢?对于大多数生物来说,遇到危险身体的本能反应就是逃生。
此时,能跑的蜘蛛基本都跑了,跑不掉的才被吃掉。本文中的隆喜蟱蛛自然也不愿被吃,只是它选择了一种不大一样的逃婚方式:高速弹射。
不过,因为蜘蛛弹射太快,普通相机根本拍不到什么细节,拍下的残影压根没法研究。于是,科学家弄来了高速高清摄像机外加微距摄影头,这才捕捉到了公蜘蛛弹射瞬间的的高清画面。
你可以看到,在上面的那只是公的,下面那只是母的。在交配过程中,公蜘蛛的胫骨-跖骨关节一直保持折叠状态,压在母蜘蛛的腹部,就跟压缩的弹簧一样。
交配完成的一瞬间,关节马上释放出积蓄已久的液压势能,转化为动能,以时速30cm/s 到90cm/s不等的速度弹射出去,平均下来弹射速度为65.9cm/s。弹射出去的蜘蛛会在空中优美地旋转,就像失控的飞轮一样,旋转速度可达每秒175次(不知道蜘蛛头晕不晕)。
甚至有时候,中途交配到一半,母蜘蛛就想吃掉对方了。这时候,凭借敏锐的蜘蛛感应,公蜘蛛会率先一步先弹开,然后爬回母蜘蛛身上继续交配。如果有危险再弹开,再交配,反反复复,直到交配完成,最多可达6个来回。
在研究记录下,总共155次交配中,152次都以公蜘蛛成功弹射逃跑结束,只有3只倒霉蛋来不及弹射沦为了盘中餐。看来存活率还挺高的,至少97.4的公蜘蛛都可以活下来。
不过科学家岂会轻易地放过这些蜘蛛,让它们逃出母蜘蛛的饥饿大嘴。为了科学,研究人员把30只交配的公蜘蛛按在母蜘蛛身上,这下它们根本无法脱身,果然一下就被吃掉。
这一步实验不是没有意义的,是为了证明弹射行为确实避免了“性食同类”,如果不弹,公蜘蛛就死了。
Part.2
公蜘蛛为什么弹射出去的速度这么快?
如此敏捷的动作归功于蜘蛛腿的液压关节,里面的液不是机油,而是血淋巴。在需要动作的时候,蜘蛛前体背腹的肌肉收缩,压力升高,压缩血淋巴进行弹射。而整个液压系统动力来源正是蜘蛛的心脏,为血淋巴的循环提供动力。
蜘蛛腿的液压传动系统是高效的,隆喜蟱蛛才得以爱后余生。既然蜘蛛液压关机这么好用,人类肯定要将其应用在自己的技术上。国外有科学家设计了仿生蜘蛛液压关节的驱动结构“Smart Stick”,如下图。
上面这个也许还不太像,下面这个就更近一步,因为内部中空,所以比前一个驱动系统更轻巧。
除此之外,还有很多仿生蜘蛛腿的设计。但到目前为止,不管哪一种都还没有完美模仿蜘蛛腿的机器。要真有和隆喜蟱蛛一样利用液压系统一瞬间弹出50个身位的无人载具,而且还能毫发无伤地安全落地,那可真是令人叹为观止的超级机器。
Part.3
除了会弹射,公蜘蛛还有其他的逃生策略
公隆喜蟱蛛为了避免被吃,选择了弹射逃跑这种看起来酷炫的逃跑姿势。其他种类的公蜘蛛可能就不会用这招了。
比如公园蛛在交配前会给母蜘蛛送彩礼,一顿好吃的大餐,母园蛛看到有食物送上门来,就会先大快朵颐。公园蛛此时乘着母蜘蛛分心的机会,赶紧把正事办了,大大降低了被吃的概率。
而奇异盗蛛就更猛了,在交配之前,公蜘蛛就直接用蛛丝把对方绑起来,等交配完成后,公蜘蛛可以毫无顾忌地离开,母蜘蛛则得花上一阵子时间把束缚在身上的蛛丝挣脱开来。
自然界中的动物总是超乎人类的想象,除了上面提到的各种蜘蛛,还有难以计数的逃跑方式。总之,为了避免被吃,公蜘蛛真的进化出了各种神奇操作。如果要选的话,我还是觉得隆喜蟱蛛的逃跑姿势更酷一些。
参考文献:
https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(22)00485-7
盛闯。 蜘蛛步足流—固耦合计算与液压传动机理研究[D]。 吉林大学, 2018。
https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-642-33989-9_34
https://royalsocietypublishing.org/doi/full/10.1098/rsbl.2015.0957
出品:科普中国
作者:苏澄宁
监制:中国科普博览
文章仅代表作者观点,不代表中国科普博览立场
本文首发于中国科普博览(kepubolan)
- ·欧元区两大经济体私营部门活动萎缩 该地区或已陷入衰退
- ·耀才植耀辉:美股反弹终止三连跌 恒指短期有望反弹
- ·2022上半年仅上映三部主投新片,光线传媒靠低成本爱情片“稳”业绩
- ·被质疑造假!美女“券商分析师”代表中国区出战世界小姐全球总决赛?刚刚,安信证券回应了
- ·工商银行信用卡上半年消费额同比下降8.53% 信用卡透支不良贷款率升至2.24%
- ·国家卫健委:昨日新增本土确诊病例345例
- ·野村:上调中国海外发展评级至“买入” 目标价23港元
- ·博时基金市场点评8月25日:A股走势分化 煤炭板块大涨5.24% 成长风格表现更突出
- ·重庆农商行遭1285万重罚,涉掩盖不良贷款、拨备覆盖率指标虚假等9项重大违规
- ·中俄贸易2022年将再创历史新高?商务部回应
- ·北京钰泰糖果娱乐被列入严重违法失信企业名单
- ·发改委:产业司组织召开促进钢铁行业健康发展工作座谈会
- ·Snapseed创意修图,普通照片秒变大片
- ·寒气已至,华为如何在汽车圈活下来?
- ·能源危机对英国家庭影响甚至超过08年金融危机
- ·交通运输部:全国已有10余个城市允许自动驾驶汽车从事商业化试运营
- ·【十大券商一周策略】逢跌加仓!反弹行情仍在初期,将持续至明年1月?关注三条主线
- ·国家电投与中兴通讯签署战略合作协议
- ·泰国方便面14年来首次涨价,售价不得超过1.33元/包
- ·港股恒生科技指数涨4%
- ·踔厉奋发启新程 勇毅前行向未来——基金行业掀起学习宣传贯彻党的二十大精神热潮
- ·国家卫健委:加强各入境口岸和隔离点入境人员疟疾监测
- ·《长江流域总磷污染控制方案编制指南》印发 提出磷矿和磷化工产业升级等总磷污染控制路径
- ·韩国家庭非金融资产占比超64%
- ·荣耀80系列和Magic Vs系列由维信诺、京东方供货柔性AMOLED屏幕
- ·海南:报告感染者数延续下降趋势 出院人数连续4天超过入院人数