蛛丝探秘

2019-07-21 15:14
发明与创新·中学生 2019年7期
关键词:结网蜘蛛丝卵囊

蜘蛛并不是昆虫,在动物分类上,蜘蛛属于节肢动物门、蛛形纲,和蝎子是同族兄弟。

蜘蛛和蚕一样,是自然界天生的纺织能手。不过蚕和蜘蛛吐丝的目的不同:蚕吐丝是为了结茧,那是保护它们的“房子”,而蜘蛛吐丝是为了结网捕获猎物。由于猎物通常会疯狂地挣扎,所以蜘蛛丝要有很高的强度、韧性和黏性,这决定了蜘蛛丝要比蚕丝结实得多。

如此结实的蜘蛛丝是怎样生成的?它能否被人们利用?

蜘蛛丝的构成

蜘蛛丝是蜘蛛体内的代谢产物,主要由氨基酸组成,其粘着物质中含有丝氨酸、谷氨酸、赖氨酸、脯氨酸等多种氨基酸,这些低分子化合物可使蜘蛛丝的水分不易蒸发,维持一定的黏性。

蜘蛛丝由丝腺分泌时是液体的,通过尾部的纺器排出体外后凝固成丝。分泌蜘蛛丝的腺体构造十分复杂,一般有大壶状腺、小壶状腺、葡萄状腺、聚状腺、鞭状腺、管状腺等。

不同丝腺分泌的蜘蛛丝作用不同。例如,壶状腺分泌的主要是曳丝、辐射状丝及骨架丝。曳丝是蜘蛛的“保命绳索”,避免蜘蛛突然坠落时直接掉落在地;辐射状丝及骨架丝用于承受圆网上的张力,尤其是猎物撞上网的时候。因此,它们的优点是不易断裂,但缺点是延展性较差。雌蛛产卵时会先用蜘蛛丝制作一个卵囊,将卵产在卵囊中,管状腺的主要功能就是制作卵囊。为避免卵被其他动物吃掉,管状腺丝在所有蜘蛛丝中具有最高的硬度。

蜘蛛丝的用途

1.造巢

不同蜘蛛会造不同类型的巢。漏斗网蜘蛛会造一种漏斗形的巢,斗口朝上,与网相连。水蛛会用丝在水下造巢,用来隐蔽或产卵。

2.求偶

蜘蛛丝也是蜘蛛求爱、传情之丝。平时一只蜘蛛便是一网之主,排他性很强,其他蜘蛛不得涉足。但当雌蛛进入成熟期,便欢迎雄蛛到自己的網上来。

3.包卵

雌蛛排卵时,先用丝织一条“产褥”,然后把卵排在“产褥”上,再用丝包上,形成卵囊。可见,蜘蛛丝在延续后代上也起着重要作用。

4.飞航

体形很小的蜘蛛有飞航的习性,时常附在丝上随风漂荡,过着游猎的生活。在远离陆地400多千米的轮船上,有人曾观察到飞航的蜘蛛在桅杆上结网。

5.安全带

蜘蛛在树枝间或屋檐下结网,也算是“高空作业”,但不用担心,蜘蛛会拉一根曳丝做为“安全带”。丝的一端用附着盘固定在树上,就不会掉下来摔着了。

蜘蛛丝的人工应用

既然蜘蛛丝和蚕丝都是动物生成的蛋白质纤维,两者的化学成分和物理性能相似,为什么利用蚕丝能生产纺织品,而蜘蛛丝不能?实际上,第二次世界大战时期就有人利用蜘蛛丝织过袜子,后来还有人用其织过手套和领带,但始终没能对蜘蛛丝进行大规模的应用。

最关键的问题在于人工饲养蜘蛛的方法目前尚未被突破。蜘蛛与蚕不同,蚕是食草动物,吃桑叶和柞叶,饲料来源丰富,适于群养,人类很早就掌握了养蚕的技术。可蜘蛛吃的是昆虫,又有同类相食的习性,群养是根本不可能的。

此外,虽然蜘蛛丝的生成及性能大体已被人们了解,但关于它还有很多秘密没被揭开。例如曳丝的附着盘是怎样在瞬间附着在物体上的?蜘蛛如何自由地使用各种丝?蜘蛛丝的分子量是多少?蜘蛛丝排出体外时是怎样由液体变成固体的?这些未解之谜有待科学家们进一步研究。

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