原標(biāo)題:雖然沒(méi)有翅膀 但蜘蛛能靠地球電場(chǎng)“飛航”
有一只像長(zhǎng)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(diǎn),。
我們已知的是蜘蛛會(huì)站在某個(gè)凸起的地理位置上,,用蛛絲做出一個(gè)小降落傘,,然后乘微風(fēng)而去,。這個(gè)技能叫作飛航(ballooning),。
蜘蛛飛航到更遠(yuǎn)的地方,,躲避捕食者的獵殺,。
飛航看起來(lái)似乎是個(gè)非常有效的遠(yuǎn)距離遷徙的方式,,但問(wèn)題是根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)的規(guī)律而言,,蜘蛛理應(yīng)無(wú)法僅通過(guò)蛛絲和微風(fēng)就實(shí)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(zhǔn)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(xiàng)新研究稱,,蜘蛛可能從電場(chǎng)那兒也獲得了助力,。
電場(chǎng)是電荷及變化的磁場(chǎng)周圍的空間里存在的一種特殊物質(zhì),只要有電荷就存在電場(chǎng),。
從本質(zhì)上來(lái)說(shuō),,地球的大氣層就是個(gè)巨大的電路,蜘蛛能夠飛航可能就是因?yàn)樗鼈兊纳眢w里內(nèi)置了某種能夠探測(cè)電場(chǎng)的設(shè)備,。
最終來(lái)自布里斯托爾大學(xué)的研究人員Erica Morley和Daniel Robert就發(fā)現(xiàn),,即使將蜘蛛關(guān)在一個(gè)沒(méi)有任何微風(fēng)、但電場(chǎng)可控的盒子里時(shí),,它們照樣能飛起來(lái),。
物理學(xué)家Peter Gorham表示:“這一發(fā)現(xiàn)令人驚嘆。我原先雖然已知電場(chǎng)在蜘蛛的飛航中起著關(guān)鍵作用,,但只能通過(guò)生物學(xué)的推測(cè)來(lái)嘗試證明這一點(diǎn),。而Morley和Robert的這一項(xiàng)研究成果十分明確地指出了這一問(wèn)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(dāng)代生物學(xué)》雜志上時(shí)表明,,電場(chǎng)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(méi)有微風(fēng)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(guān)于地球電場(chǎng)的基本知識(shí),。地球自帶負(fù)電荷,,簡(jiǎn)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(shì)每米增加100伏,。
大氣電勢(shì)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(qiáng)度變化很大,。平靜的日子里是100伏,風(fēng)暴天氣里直接增加兩個(gè)數(shù)量級(jí),。
雖然我們已知大黃蜂可以探測(cè)到周圍的電場(chǎng)并用其來(lái)尋找花朵,,但研究人員到現(xiàn)在才發(fā)現(xiàn)原來(lái)蜘蛛身上也有同樣的裝備。
當(dāng)蜘蛛甩出蛛網(wǎng)的時(shí)候,,蛛絲帶負(fù)電,。電荷同性相斥,蛛絲便排開(kāi)了周圍物體的負(fù)電荷,。但蛛絲周圍的空氣中卻又帶著正電荷,,這實(shí)際上便形成了一個(gè)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(yīng):研究人員注意到蜘蛛腳上細(xì)小的毛發(fā)會(huì)在電場(chǎng)的作用下顫抖,。
Morley說(shuō)道:“蜘蛛身上有很多種刺和毛,但在飛航中感應(yīng)電場(chǎng)的是蜘蛛的蠱毛(trichobothria),,只有這種毛會(huì)動(dòng)來(lái)動(dòng)去,,其它毛似乎一動(dòng)也不動(dòng)?!?/p>
蜘蛛腿上的毛可以探測(cè)聲音,、氣流甚至是電場(chǎng)。圖:Protasov AN/Shutterstock
蜘蛛并不僅限于感知到電場(chǎng),,還能在此基礎(chǔ)上編織出迷你的降落傘飛到空中,,甚至是飛出實(shí)驗(yàn)盒。
在這項(xiàng)研究中,,Morley和Robert使用了一個(gè)已形成穩(wěn)定電場(chǎng)的密封水箱,,從而消除其它因素的干擾如空氣運(yùn)動(dòng)。然后他們引進(jìn)了一只皿蛛寶寶,。
他們注意到,,若電場(chǎng)處于開(kāi)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(shí)候開(kāi)-關(guān)-開(kāi)電場(chǎng),就會(huì)看到蜘蛛一會(huì)兒向上一會(huì)兒向下地移動(dòng),。
換句話說(shuō),,它們不僅能探測(cè)到電場(chǎng),還能利用電場(chǎng)和靜電斥力的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)飛翔,。
想象一下蜘蛛能達(dá)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(gè)蜘蛛恐懼癥患者,,那怕是有點(diǎn)絕望,,因?yàn)橹┲肟赡芡蝗痪蛷奶於盗恕?/strong>
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(chǎng)在推動(dòng)這技能的施展,。圖: thatmacroguy/Shutterstock