蛛形纲动物可能通过感知电场获得真正的蜘蛛感应

蜘蛛的“空中漂浮”行为可能不仅仅是为了乘风。
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这是电。迈克尔·哈钦森 (Michael Hutchinson)
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一只在空中漂浮的蜘蛛。迈克尔·哈钦森 (Michael Hutchinson)

蜘蛛:一只拥有四倍于我们数量的腿和眼睛的生物,看待世界的方式略有不同,这并不奇怪。但正如研究开始揭示的那样,蛛形纲动物甚至能感知我们无法感知到的力量。布里斯托大学研究人员的一项新研究表明,蜘蛛对我们周围地球大气层中的电场很敏感。这种大气电场会引起雷暴等天气,研究人员认为,在条件适宜时,它也可能促使蜘蛛通过丝线“漂浮”到空中。

先前的理论可以追溯到至少 19 世纪初,认为蜘蛛在有足够强的风时会进行空中漂浮,以便从一个地方转移到另一个地方。但布里斯托大学的研究人员认为,这只是一个不完整的解释。尽管蜘蛛的空中漂浮行为一直与有风的天气相关,但生物学家埃里卡·莫利 (Erica Morley) 和她的同事丹尼尔·罗伯特 (Daniel Robert) 着手研究另一个可能的原因:静电力。

蜘蛛倾向于在低风速下进行空中漂浮,许多蜘蛛会利用扇形的丝线进行空中漂浮,这些丝线在空中似乎不会缠绕在一起。基于2013 年的研究,该研究表明空气中的电场在技术上可能影响蜘蛛的空中漂浮,莫利和罗伯特假设大气电位梯度(APG,即大气在不同高度的电荷量,它是可变的)可能是解开这个谜团的关键。

莫利说:“我发现当存在电场时,蜘蛛就会开始空中漂浮。”在一个隔绝了外部电场的实验室里,她让蜘蛛暴露在相当于它们在大气电位梯度下可能经历的低强度电场中,这些蜘蛛本来也可能进行空中漂浮。他们发现,蜘蛛腿上的微小毛发可以感知电场,并且确实会引发通常与空中漂浮相关的行为。

威斯康星大学绿湾分校的蜘蛛学家迈克尔·德拉尼 (Michael Draney) 说,我们对蜘蛛空中漂浮的理解仍然不完整。德拉尼研究莫利进行实验的蜘蛛类别。这个类别,通常被称为网室蜘蛛,是所有蜘蛛类别中物种数量第二多的。他表示,这种多样性可能与空中漂浮有关——网室蜘蛛是少数几个在其整个生命周期中都足够小,可以进行空中漂浮的类别,而不仅仅是幼蛛。

还记得《夏洛特的网》中,夏洛特的孩子们孵化出来并飞离她和威尔伯猪居住的农场的那个情节吗?昆虫学家理查德·布拉德利 (Richard Bradley) 曾告诉《科学美国人》,这种“蛛苗”行为是蜘蛛空中漂浮最常见的原因。

德拉尼说:“这通常只发生在一只蜘蛛的一生中一次。”这很重要,因为空中漂浮的能力,有时可以跨越很远的距离,使蜘蛛,特别是网室蜘蛛,能够到达地球上的几乎每一个角落。最近的研究表明,它们每年吃掉4000 亿至 8000 亿吨昆虫。“它们的数量庞大意味着它们在生态上很重要,”他说。

德拉尼尚未确信蜘蛛空中漂浮与实际世界中的大气电位梯度之间存在因果关系。但他对蜘蛛对电场敏感的发现印象深刻。他说,如果这种敏感性存在,“那可能不仅仅是空中漂浮”。大气电位梯度可能会影响蜘蛛在世界中移动的许多方面。“这真的会改变我们对蜘蛛的看法,”他说,并推测这对于研究蜘蛛行为的人来说可能尤为重要。

这项研究不仅推进了可以追溯到达尔文时代的一系列科学探索,还进一步证明了昆虫可能已经进化出对电场的敏感性,这种敏感性会影响它们的生活和行为。莫利参与了另一项平行研究,该研究表明蜜蜂依靠电场来寻找花粉

莫利说,这个研究领域才刚刚兴起。她在布里斯托大学的实验室正处于这个领域的前沿。一项关于动物如何与电场相互作用的较老的研究领域,关注的是像鸽子这样的鸟类如何依靠地球周围的电磁场来帮助它们导航。

神经科学家大卫·迪克曼 (David Dickman) 曾研究了归巢鸽中的这种现象,他说,这项新研究更大的启示是,各种大小的动物如何与电场相互作用值得研究。迪克曼说:“物理和科学中有许多许多我们不了解动物如何利用的力量。”这项新研究“进一步表明,动物以超出人们(无论是科学家还是非科学家)想象的方式适应它们的环境,”他说。

 

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