沒有翅膀也能飛?蜘蛛:很簡單,御電飛行

飛行,這種能力對於有些物種來說就好像吃飯喝水一般簡單,就比如昆蟲,這類物種幾乎都具有飛行能力,而且只要有翅膀,就可以飛行,根本不用學習,不像鳥類那般還需要幼年時期的反覆練習才能掌握飛行的技巧。然而對於

蛛形綱動物而言,翅膀宛若演化過程中的禁區,無論如何也進化不出翅膀,飛行也一直是它們的短板,然而,沒有翅膀就真的不能飛了嗎?

沒有翅膀也能飛?蜘蛛:很簡單,御電飛行

蜘蛛真的會"飛"嗎?

擴散與遷移對於物種的繁衍與發展尤為重要,因此為了將種族發揚光大,許多物種已經進化出了多種機制來遷移到別的地方,有用跑的、有用遊的、有用飛的、有搭順風車的。為了避免同類兄弟姐們的競爭與自相殘殺,蜘蛛也需要通過遷移來保證繁殖率,可是和昆蟲不一樣,蜘蛛沒有翅膀,但是有些蜘蛛卻分佈世界各地,哪怕在荒無人煙的小島上也能找到它們的身影,那它們是如何做到的呢?蜘蛛:當然是用飛的啦!

沒有翅膀也能飛?蜘蛛:很簡單,御電飛行

其實在很早以前人們就發現了會"飛"的蜘蛛,那個時候的人們在海上航行,就經常在船隻的桅杆上發現了從空中飄落的蜘蛛。在1980年日本九州大學農學部大熊千代子和三重大學農學部岸本良一專門在距離中國大陸約400公里的海上調查過這些飛行的蜘蛛,他們在船上的主桅上安置了三張捕蟲網,在距離海平面高18米的位置上捕捉這些飛行蜘蛛,結果共捕獲到105只蜘蛛,而且這些蜘蛛均來自中國的華南。

19世紀早期的科學家夢將這種飛行行為歸因於"膨脹",也就是藉由熱空氣產生的上升氣流帶動蜘蛛"飛行"。當陽光明媚的時候,蜘蛛就會向身後噴射出多根長長的蛛絲,然後藉由暖空氣和冷空氣形成的垂直湍流層(也叫熱層)形成的舉升力使蜘蛛"膨脹",然後一舉昇天。

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然而這種說法並不能解釋蜘蛛是如何觀察到在低風速的時候迅速釋放蛛絲昇天,並且在陰天的時候為什麼也有蜘蛛起飛?並且如果是藉由風力飛行,為何觀察到的蜘蛛絲每根都是呈扇形分開的,而不是在風中隨風搖擺?根根分離的蛛絲明顯像有一種力在牽引著它們,那麼這種力究竟是什麼呢?

沒有翅膀也能飛?蜘蛛:很簡單,御電飛行

蜘蛛:我,御電飛行

電場,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。

最新的研究發現蜘蛛正是藉由電場的力進行飛行,聽起來好像很高級很高科技的樣子。20世紀初,隨著人們對大氣電學的深入研究,發現整個地球的大氣層就像一個巨大的電路,而蜘蛛能夠飛行正是它們身體裡面內置了某種能夠探測電場的設備。

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最終來自布里斯托爾大學的研究人員Erica Morley和Daniel Robert對蜘蛛利用電場飛行給予十分明確的答案。他們將蜘蛛關在一個沒有任何微風、但是電場可控的盒子裡,發現蜘蛛照樣能起飛,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。那麼蜘蛛究竟是如何做到"御電飛行"的呢?

沒有翅膀也能飛?蜘蛛:很簡單,御電飛行

飛航的蜘蛛

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";而在天氣晴朗萬里無雲的天氣下,從平坦的地面垂直向上,每高出地面一米就會攜帶100伏特左右的電壓(大氣電位梯度APG)。並且無論晴天還是暴雨天氣,APG始終存在,而且任何接地的,尖尖的結構從平坦的電場中伸出都會大幅度增強局部電場,就比如我們常見的避雷針,它們就是增強了頂部的電場強度,從而吸引雷電,樹木也是如此。所以雷雨天氣盡量遠離這些突出水平電場的尖銳結構哦。

沒有翅膀也能飛?蜘蛛:很簡單,御電飛行

咳,扯遠了,我們繼續說回到蜘蛛。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。並且蜘蛛腿上的蠱毛(trichobothria)還能監測到電場,在感應電場的時候,這些毛會動來動去,而其它毛卻一動不動。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,飛到五多千米的高空中。

沒有翅膀也能飛?蜘蛛:很簡單,御電飛行

當然,能夠飛行的蜘蛛大多都是小蜘蛛,而體型過大的蜘蛛由於體重限制,所以並不能自如的進行飛航。所以你不用當心在雷雨天氣,天空電閃雷鳴,一隻大蜘蛛從天而降……頂多是一隻小蜘蛛,嗯,小蜘蛛。或許有一天,隨著科技水平的提高,人們也能研發出利用電場飛行的飛行器呢。

沒有翅膀也能飛?蜘蛛:很簡單,御電飛行

雖然沒有翅膀 但蜘蛛能靠地球電場"飛航"

自帶"飛行器"的蜘蛛

蜘蛛飛航習性觀察

東海上空的飛航蜘蛛


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