原標題:雖然沒有翅膀 但蜘蛛能靠地球電場“飛航”
有一只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,然后乘微風而去,。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(jù)空氣動力學的規(guī)律而言,,蜘蛛理應無法僅通過蛛絲和微風就實現(xiàn)這么大規(guī)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(fā)現(xiàn)的,。
準備起飛:一只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里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里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(fā)現(xiàn),,即使將蜘蛛關在一個沒有任何微風、但電場可控的盒子里時,,它們照樣能飛起來,。
物理學家Peter Gorham表示:“這一發(fā)現(xiàn)令人驚嘆。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?!?/p>
抬頭看向5km高空,,看蜘蛛在飛。圖:Ademortuus/Shutterstock
該研究發(fā)表在《當代生物學》雜志上時表明,,電場不僅能觸發(fā)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,。
那么,,要了解蜘蛛如何乘電飛行,首先就需要先了解一下關于地球電場的基本知識,。地球自帶負電荷,,簡稱“接地”;而在尋常天氣里的戶外,,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(qū)域)之間的電磁回路,,存在于世界各地,,但其強度變化很大,。平靜的日子里是100伏,風暴天氣里直接增加兩個數(shù)量級,。
雖然我們已知大黃蜂可以探測到周圍的電場并用其來尋找花朵,,但研究人員到現(xiàn)在才發(fā)現(xiàn)原來蜘蛛身上也有同樣的裝備。
當蜘蛛甩出蛛網(wǎng)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,,可能是源于一種特殊的蜘蛛感應:研究人員注意到蜘蛛腳上細小的毛發(fā)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?!?/p>
蜘蛛腿上的毛可以探測聲音,、氣流甚至是電場。圖:Protasov AN/Shutterstock
蜘蛛并不僅限于感知到電場,,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(wěn)定電場的密封水箱,,從而消除其它因素的干擾如空氣運動。然后他們引進了一只皿蛛寶寶,。
他們注意到,,若電場處于開啟狀態(tài),蜘蛛的飛航出現(xiàn)的次數(shù)顯著增加,。
此外,,若是在蜘蛛正處于空中的時候開-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(xiàn)飛翔,。
想象一下蜘蛛能達到的高度,再想象一下雷雨天氣里,,大氣噼噼啪啪響了幾千伏,。如果你碰巧是個蜘蛛恐懼癥患者,,那怕是有點絕望,因為蜘蛛可能突然就從天而降了,。
蜘蛛依靠微小的氣流漂浮到空中,,而在這背后或許就是電場在推動這技能的施展。圖: thatmacroguy/Shutterstock