Jessica Boddy
Credit:研究者油管截圖
如果說你很怕蜘蛛,那我有一個壞消息要告訴你:蜘蛛會飛。
先別慌——其實只有特別小的小傢伙們才會飛,這種行為又稱為「乘氣球」。通過吐出一束絲線的方式,蜘蛛寶寶們接著風力升上天空,開枝散葉尋找新的家園;成年蜘蛛則藉此輕鬆地四處遊盪,尋找伴侶和餐點。它們中的佼佼者甚至能駕駛著這絲質的滑翔傘乘風破浪、漂洋過海!
儘管這種現象並不罕見,科學家此前尚不明確蜘蛛究竟是如何上天的。柏林工業大學的空氣動力學工程師Moonsung Cho對此很有興趣,他研究了蟹蛛決定起飛的時機和方式。蟹蛛在所有蜘蛛飛行家裡算是大個子了——雖然也只有5毫米長,但對Cho來說它們是理想的研究對象,這樣他就不需要準備超高級的放大設備。
他請來14位蟹蛛,把它們安置在柏林公園的一個小小的穹頂結構上,想看看它們是如何面對自然風的。他也在實驗室的受控風洞中研究它們。他發現在起飛之前,蜘蛛為了安全起見,會放下一段絲線作錨。接著它們會伸出一隻前腿測試風速和風向——這就相當於人類舔手指頭測試風向(譯註:一種測試風向的方法,舔濕食指伸向空中,先乾的一面就是迎風面)。
如果風力正合適的話——對這些蟹蛛來說,就是不高於3.3m/s且朝上吹——它們會扳直身體,撅起屁股對著天,屙出50到60根納米級的絲線將自己托上天。這些絲線平均有10英尺長。一旦鬆開錨絲,它們就「亂世佳人」了。
Credit:研究者油管截圖,動圖6MB
並未參與此項研究的美國自然歷史博物館的蜘蛛學專家Cheryl Hayashi說道:「要不是親眼看見,你根本不會信。這著實令人震驚,蜘蛛竟然進化出了這麼一手——它們竟然能夠御風而行!」
從物理學角度來講,這種飛行方式之所以能起作用,是因為同空氣的黏稠度相比,蜘蛛的絲線實在是太細了。Cho把這些蛛絲放在掃描電鏡下觀察,發現很多蛛絲的直徑甚至低於可見光的波長(400-700nm)。
Cho告訴Gizmodo:「大多數有翅膀的昆蟲會通過振翅來製造渦流,以托起自己的身體,浮在空中。」但這種納米級的蛛絲是如此輕薄,它們藉助空氣的黏稠度就能滯空。「從蛛絲的角度來說,空氣就像是蜂蜜一樣。」
Hayashi表示,蜘蛛在起飛前先試試風力、而不是不管不顧直接開噴,是很合理的。蛛絲由蛋白質構成,合成起來也很耗能量;畢竟蜘蛛們也不想鋪張浪費。在後續的研究中,Hayashi期待能看看其它品系的蜘蛛在「乘氣球」前是否也會抬腿試試天氣,還是說此種技能為蟹蛛所獨有。
兩位科學家都認為關於蜘蛛飛行的研究或可充實物理學的內容。
Hayashi告訴Gizmodo:「數百萬年來,這些蜘蛛應用蛋白質的技藝已臻於化境,甚至能用來飛行。我想在空氣動力學等方面,我們一定能從它們那裡學到不少東西。」
而Cho則設想有一種蟹蛛大小的設備,可以在颶風和龍捲風中來往穿行、採集數據,這就可以替換現有的載人飛機。不過,他也承認這一宏大目標遠遠超出本研究的範疇。本研究刊載在《PLOS Biology》上。
要是你還在擔心成千上萬小小的飛行蜘蛛糊你一臉的話,Hayashi的一句話或許可以給你些許安慰:「要是知道蜘蛛會避開你所在的地方,你大概能放鬆一些。它們不會直接朝你飛來——蜘蛛很害羞的。蜘蛛會飛著躲開你。」
本文譯自 gizmodo,由譯者 dubulidudu 基於創作共用協議(BY-NC)發布。