


在電影《蜘蛛俠》中,蜘蛛俠的指端可以噴射出柔韌結實的蛛絲。在電視劇《西游記》中,蜘蛛精則從肚臍眼中噴出蛛絲。在現實生活中,結網的蜘蛛都是從腹部噴出蛛絲。難道《西游記》比《蜘蛛俠》的描述更科學嗎?最近,英國研究人員發現,有一種狼蛛可以從爪部噴射蛛絲。由此看來,蜘蛛俠的吐絲方式并不違背科學。
狼蛛邊行走邊噴絲
在常見的結網蜘蛛的腹部有名為吐絲器的腺體,腺體頂端有噴絲頭,其上有數千個小孔,噴出的液體一遇空氣即凝結成黏性強、張力大的蜘絲。據說一千根蜘絲合并后比人的頭發絲還要細十分之一。在電影《蜘蛛俠》中,蜘蛛俠依靠蛛絲在高樓大廈間蕩來蕩去而不會掉下來,是因為蛛絲的強度特別大。研究表明,對于同樣直徑的蛛絲和鋼絲來說,蛛絲的確要比鋼絲結實得多。
然而,蜘蛛俠的吐絲方式一度遭人詬病,因為蜘蛛俠從指尖而非腹部噴絲,而現實生活中的結網蜘蛛是從腹部噴絲的。英國紐卡斯爾大學的研究人員克萊爾·林德等人發現,一些不結網的狼蛛(比如斑馬狼蛛)會從爪部噴射出蛛絲來,而且它們是一邊行走一邊噴絲。狼蛛在龜裂不均的墻面爬行時,經常像蜘蛛俠那樣使用蛛絲牢牢地黏附在墻壁表面;即使墻壁搖晃,它們也能緊緊地貼在那里。這些狼蛛證實了蜘蛛俠行為模式的可行性,蜘蛛俠也不結網,卻可以從指尖噴射出蛛絲。
狼蛛的模樣看上去十分猙獰,這對于女性研究人員林德來說已經司空見慣了,但是她的研究生對這種怪異的動物還是心存畏懼。林德表示,狼蛛雖然長有毒牙,但是那是用來捕食獵物的,它們不會主動攻擊人,除非你威脅到它的安全。狼蛛的毒性并非傳說中的那么強,它們的毒液對人類也不會構成致命威脅。如果捉拿方法得當,它們并不會咬人。狼蛛是一種相當原始古老的物種,全世界大約有850種狼蛛,其中500種產自美洲大陸。
狼蛛蛛絲的超強吸附力
研究人員對3種狼蛛進行了實驗,它們分別是智利紅玫瑰捕鳥蛛、印度華麗雨林蛛和墨西哥火膝頭狼蛛。研究人員首先將它們放在一個玻璃容器的底部,然后將容器慢慢豎起來,其底部就成為一個豎直的玻璃板,此時這些狼蛛仍然可以黏附其上,即使輕輕搖動也不會掉下來。研究結果表明,3種狼蛛在玻璃板上的吸附能力差不多。這3種蜘蛛在狼蛛譜系中親緣關系非常遠,研究人員由此推斷很可能所有狼蛛都擁有這種獨特的吸附能力。
是什么讓這些狼蛛具有黏附“峭壁”的力量呢?在狼蛛路過的玻璃板上,研究人員發現了一些細微的蛛絲,大概有二三十條細絲分布在它們的活動范圍內。這些蛛絲十分細小,用肉眼難以分辨,只有在普通的光學顯微鏡下才能看見它們。正是這些不起眼的蛛絲讓狼蛛在玻璃板上保持穩定。對于壁虎來說,它們靠爪底的納米絨毛構造來吸附在墻壁上。而對狼蛛來說,它們的爪底可以吐絲,這些蛛絲可以把它們穩穩地粘在光滑的表面或峭壁上。
研究表明,狼蛛吐絲的目的不是結網,而是像壁虎那樣可以在各種光滑或陡峭的物體表面順利行走,或是穩穩當當地停留在某個地方“等食”。也有人提出疑問,既然狼蛛的蛛絲能把自己穩穩地粘在玻璃壁上,那么它哪來的力量把自己從蛛絲上拔起來自由前行?這個疑問也正是研究人員目前要繼續研究的問題。動物的一些行為看似輕而易舉,要進行科學解釋卻并非易事。比如,目前關于壁虎在墻壁上的行動也沒有獲得確切的科學解釋。
可用于開發人造吐絲管
早在2006年,美國和德國的研究人員就發現哥斯達黎加的斑馬狼蛛具有用爪吐絲的本領。然而,有不少人質疑這項研究。最近,林德等人的研究則再次證實,除了斑馬狼蛛外,還有其他一些種類的狼蛛也有用爪吐絲的行為。
為了證明這些蛛絲不是來自狼蛛的腹部,林德等人列出了兩方面證據:一方面,他們把實驗過程全部錄像,當他們以慢鏡頭回放這些錄像時發現,狼蛛除了爪部以外沒有其他地方碰到玻璃板;另一方面,他們收集了好幾種狼蛛蛻皮后留下的爪部組織,在高倍電子顯微鏡下可以發現,在爪部的絨毛中藏有細小的噴絲管。
在電子顯微鏡下,狼蛛爪部的絨毛看起來像一把馬桶刷,藏在其中的噴絲管則像一根伸出馬桶刷的長釘。加大噴絲管的放大倍數,可以更清楚地看到噴絲管頂端的噴絲孔就像是一個喇叭狀的吸盤。關于這種結構的功能目前還是未知之謎。研究人員推測,噴絲孔可能也有吸附功能,狼蛛可以通過張開噴絲孔來增加吸附能力,當要移動時則收縮噴絲孔來讓爪順利抬起。
攀巖愛好者、高樓外墻清潔工、空調安裝工、建筑工人都希望像蜘蛛俠那樣在絕壁上行走自如,而對狼蛛的研究讓這些人的夢想有望成真。在未來,科學家或許可以模仿狼蛛開發出人造吐絲管和高性能的黏合劑,讓人們可以在峭壁上穩穩站住,而且還可以像在平地上那樣隨心所欲地自由邁步。在高樓發生火災或遇恐怖襲擊等災害時,救援人員佩戴人造吐絲管,也可以順利地從高樓上救下受困者。不過,要做到這一點,至少得等到解開狼蛛在豎直玻璃板上自由行動的奧秘之后。