蜘蛛的空氣動力學能力已經困擾了科學家上百年。科學家們將這些無翼節肢動物的飛行行為定義為“氣球駕駛”(ballooning),在這種情況下,蜘蛛可以利用蛛絲將自己推到風中,進而遷移數千英裡。然而,在無風、陰天甚至是下雨時也可以看到“氣球駕駛”現象,這就引出了一個問題:蜘蛛在空氣動力阻力很小時是如何“起飛”的呢?
在7月5日發表於Current Biology雜誌的論文中, 來自英國布裡斯託爾大學的生物學家們相信他們已經找到了答案。“很多蜘蛛會在‘起飛’時釋放出多條蛛絲,這些蛛絲呈扇形散開,意味著它們之間可能存在著排斥靜電力。”感官生物物理學專家、首席研究員Erica Morley博士說,“現有的理論不能預測蜘蛛只利用風作為動力的‘氣球駕駛’模式。為什麼有些天會有大批的蜘蛛起飛,然而有些天卻一隻也沒有?我們想知道除空氣動力阻力之外,是否還有其它外部力量會引發‘氣球駕駛’以及蜘蛛是利用什麼樣的感應系統來探測到這些力量的?”
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謎底可能是大氣電位梯度(APG)。昆蟲可以探測到圍繞著所有物質的大氣電位梯度和電場(e-fields)。舉例來說,大黃蜂可以探測到自己和花朵之間出現的電場,蜜蜂可以用電荷和蜂巢溝通。長期以來,人們一直認為蜘蛛絲是一種有效的電絕緣體,但直到現在,人們還不知道蜘蛛能夠以類似於蜜蜂的方式探測和迴應電場。
在他們的研究中,布裡斯託爾大學的研究者們將皿蛛暴露在實驗控制下的電場(在分量上與大氣中存在的電場相當)中,結果發現當開啟或關閉電場時,蜘蛛會向上(開啟)或向下(關閉)移動,證明無風條件下,蜘蛛可以在電場中“起飛”。
“此前,科學家們認為來自風和蜘蛛自身的拖曳力量是這種散佈的動力,但我們的研究顯示,電場可以引起‘氣球駕駛’並在空氣不流動的情況下為蜘蛛提供升力。” Morley博士補充說。
這些發現的應用範圍不只侷限於節肢動物世界,對許多毛毛蟲等動物來說,空中散播也是一個非常重要的生物過程。更好地理解這種散播方式背後的機制對全球生態十分重要,可以讓我們更好地描述種群動態、物種分佈和生態恢復。“下一步,我們將研究其它種類的動物是否也能夠探測並利用電場來在空中傳播。” Morley博士說。
編譯:Sky 審稿:alone
責編:南熙
來源:http://h5.scimall.net.cn/register?from=xh005
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