雖然沒有翅膀,但蜘蛛能靠地球電場「飛航」

如果你碰巧是個蜘蛛恐懼症患者,那怕是有點絕望了。

雖然沒有翅膀,但蜘蛛能靠地球電場“飛航”

蜘蛛依靠微小的氣流漂浮到空中,而在這背後或許就是電場在推動這技能的施展。圖: thatmacroguy/Shutterstock

有一隻像長著八條腿的宇航員一樣的蜘蛛正漂浮在半空中,尋找著陸點。

我們已知的是蜘蛛會站在某個凸起的地理位置上,用蛛絲做出一個小降落傘,然後乘微風而去。這個技能叫作飛航(ballooning)。

蜘蛛飛航到更遠的地方,躲避捕食者的獵殺。

飛航看起來似乎是個非常有效的遠距離遷徙的方式,但問題是根據空氣動力學的規律而言,蜘蛛理應無法僅通過蛛絲和微風就實現這麼大規模的距離跨越,但令人驚訝的是,甚至有的蜘蛛還是在海平面上16000英尺的地方被發現的。

雖然沒有翅膀,但蜘蛛能靠地球電場“飛航”

準備起飛:一隻小蜘蛛踮起腳尖放出了一段蛛絲。圖:MICHAEL HUTCHINSON

有一項新研究稱,蜘蛛可能從電場那兒也獲得了助力。電場是電荷及變化的磁場周圍的空間裡存在的一種特殊物質,只要有電荷就存在電場。從本質上來說,地球的大氣層就是個巨大的電路,蜘蛛能夠飛航可能就是因為它們的身體裡內置了某種能夠探測電場的設備。

最終來自布里斯托爾大學的研究人員Erica Morley和Daniel Robert就發現,即使將蜘蛛關在一個沒有任何微風、但電場可控的盒子裡時,它們照樣能飛起來。

物理學家Peter Gorham表示:“這一發現令人驚歎。我原先雖然已知電場在蜘蛛的飛航中起著關鍵作用,但只能通過生物學的推測來嘗試證明這一點。而Morley和Robert的這一項研究成果十分明確地指出了這一問題的答案。”

雖然沒有翅膀,但蜘蛛能靠地球電場“飛航”

抬頭看向5km高空,看蜘蛛在飛。圖:Ademortuus/Shutterstock

該研究發表在《當代生物學》雜誌上時表明,電場不僅能觸發蜘蛛的飛航技能,還能為其提供升力和速度,即使沒有微風也能滑行。那麼,要了解蜘蛛如何乘電飛行,首先就需要先了解一下關於地球電場的基本知識。地球自帶負電荷,簡稱“接地”;而在尋常天氣裡的戶外,從平坦的地面垂直向上,電勢每米增加100伏。

大氣電勢梯度(APG)是地球和電離層(地球大氣的一塊電離區域)之間的電磁迴路,存在於世界各地,但其強度變化很大。平靜的日子裡是100伏,風暴天氣裡直接增加兩個數量級。雖然我們已知大黃蜂可以探測到周圍的電場並用其來尋找花朵,但研究人員到現在才發現原來蜘蛛身上也有同樣的裝備。

當蜘蛛甩出蛛網的時候,蛛絲帶負電。電荷同性相斥,蛛絲便排開了周圍物體的負電荷。但蛛絲周圍的空氣中卻又帶著正電荷,這實際上便形成了一個電路。

能夠利用靜電斥力完成旅行,可能是源於一種特殊的蜘蛛感應:研究人員注意到蜘蛛腳上細小的毛髮會在電場的作用下顫抖。

Morley說道:“蜘蛛身上有很多種刺和毛,但在飛航中感應電場的是蜘蛛的蠱毛(trichobothria),只有這種毛會動來動去,其它毛似乎一動也不動。”

雖然沒有翅膀,但蜘蛛能靠地球電場“飛航”

蜘蛛腿上的毛可以探測聲音、氣流甚至是電場。圖:Protasov AN/Shutterstock

蜘蛛並不僅限於感知到電場,還能在此基礎上編織出迷你的降落傘飛到空中,甚至是飛出實驗盒。

在這項研究中,Morley和Robert使用了一個已形成穩定電場的密封水箱,從而消除其它因素的干擾如空氣運動。然後他們引進了一隻皿蛛寶寶。他們注意到,若電場處於開啟狀態,蜘蛛的飛航出現的次數顯著增加。此外,若是在蜘蛛正處於空中的時候開-關-開電場,就會看到蜘蛛一會兒向上一會兒向下地移動。

換句話說,它們不僅能探測到電場,還能利用電場和靜電斥力的原理來實現飛翔

想象一下蜘蛛能達到的高度,再想象一下雷雨天氣裡,大氣噼噼啪啪響了幾千伏。如果你碰巧是個蜘蛛恐懼症患者,那怕是有點絕望,因為蜘蛛可能突然就從天而降了。


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