观看弹弓蜘蛛如何精准地部署陷阱

为了准备行动,这种蜘蛛非常关注其猎物的声音。
Two views of a slingshot spider (Theridiosoma gemmosum) web. The right image shows the web’s cone shape with a spider at the tip.
弹弓蜘蛛 (Theridiosoma gemmosum) 网的两个视图。右图显示了网的锥形,蜘蛛位于尖端。 经 The Company of Biologists 许可转载。Han, S. I. 和 Blackledge, T. A. (2024)。鳐形目蜘蛛响应空中猎物振动的定向网击。J. Exp. Biol. 227, jeb249237 doi:10.1242/jeb.249237。

弹弓蜘蛛 (Theridiosoma gemmosum) 不仅仅是被动地等待 猎物掉进它们的网里。相反,它们会采取行动。这些 蜘蛛——也称为鳐形目蜘蛛——会将它们平坦的网的中心向后拉,形成一个锥形,蜘蛛位于锥形的尖端。然后,它们会抓住一条紧绷的锚定线来固定网,然后释放线让网飞出去。当昆虫经过时,蜘蛛会弹射出去,将猎物困在粘稠的螺旋中。

一个拴着的、扇动翅膀的蚊子被移近蜘蛛,位于网的捕获锥内,触发了非接触式释放。视频以 500 帧/秒的速度录制,以 30 帧/秒的速度回放。已调整整体亮度和对比度。致谢:经 The Company of Biologists 许可转载。Han, S. I. 和 Blackledge, T. A. (2024)。鳐形目蜘蛛响应空中猎物振动的定向网击。J. Exp. Biol. 227, jeb249237 doi:10.1242/jeb.249237。

然而,在 2021 年,佐治亚理工学院的生物物理学家 Saad Bahmla 和阿克ron大学的 Todd Blackledge 以及他们的同事发现,他们可以通过简单地打个响指来欺骗蜘蛛释放这些弹道网。

现在,Blackedge 和阿克ron大学的博士生 Sarah Han 相信他们已经证明,弹弓蜘蛛能够听到接近的昆虫的声音,并在猎物进入射程后才释放网并弹射出去捕捉下一顿美餐。这些发现详细刊登在 12 月 4 日发表于《实验生物学杂志》的一项研究中。

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在这项新研究中,Han 花了数小时在当地河岸的缝隙和岩石中搜寻标志性的圆锥形网,网的尖端栖息着一只蜘蛛。

“弹弓蜘蛛非常小,所以很难找到它们,” Han 在一份声明中说。“这确实需要一些时间来培养识别它们的能力。

Han 将蜘蛛带回实验室,并设置了一些树枝供它们搭建网。然后她开始寻找一些蜘蛛喜欢的食物——蚊子苍蝇。回到实验室后,她将单个昆虫——翅膀可以自由扇动发出声音——系在黑纸条上,并一边拍摄视频一边将它们编织到圆锥形蜘蛛网附近。

当扇动翅膀的蚊子靠近时,蜘蛛会让它们的网飞出去。然而,仔细查看录像后发现,蚊子并没有用它们伸出的前腿触碰到蜘蛛网。相反,弹弓蜘蛛能够在蚊子触碰到网之前就发射出网。

然后 Han 使用了一个音叉,该音叉被设置为苍蝇嗡嗡作响的翅膀产生的音调。当她将音叉放在网前时,蜘蛛仍然释放了它们的网。研究团队认为,蜘蛛一定是在听着接近的昆虫的声音,并在蚊子足够近但还没有落地之前就释放了网。蜘蛛可能正在使用腿上的声音敏感毛发来仔细聆听接近的昆虫。

一只静止的、被拴着的蚊子被刺激开始扇动翅膀。蚊子扇动翅膀的开始迅速被蜘蛛释放网所跟随。视频以 1000 帧/秒的速度录制,以 30 帧/秒的速度回放。已调整整体亮度和对比度。致谢:经 The Company of Biologists 许可转载。Han, S. I. 和 Blackledge, T. A. (2024)。鳐形目蜘蛛响应空中猎物振动的定向网击。J. Exp. Biol. 227, jeb249237 doi:10.1242/jeb.249237。

为了弄清楚蜘蛛释放网后网能飞多快,Han 绘制了每只蜘蛛在网上弹射前进时的轨迹。她计算出,网可以达到近 每秒一米(每秒 3.2 英尺)的速度,在 38 毫秒内拦截一只蚊子。网的射出速度太快,昆虫根本无法逃脱。

Han 还注意到,当蚊子在网前时,蜘蛛释放网的概率要高 76%。当蚊子在它后面时,它只尝试释放网的概率为 29%。研究团队认为,蜘蛛可能将其感知到的通过网传送到身体的声音与通过空气传到腿部的声音振动进行比较。这可以告诉它们昆虫是在网的前面还是后面,并帮助避免代价高昂的误发

 

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Laura Baisas

新闻编辑

Laura 是 Popular Science 的新闻编辑,负责报道各种主题。Laura 对所有水下事物、古生物学、纳米技术特别着迷,并探索科学如何影响日常生活。


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