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没有翅膀也能飞?蜘蛛:很简单,御电飞行

2019-11-1 0:35:44发布3次查看
飞行,这种能力对于有些物种来说就好像吃饭喝水一般简单,就比如昆虫,这类物种几乎都具有飞行能力,而且只要有翅膀,就可以飞行,根本不用学习,不像鸟类那般还需要幼年时期的反复练习才能掌握飞行的技巧。然而对于蛛形纲动物而言,翅膀宛若演化过程中的禁区,无论如何也进化不出翅膀,飞行也一直是它们的短板,然而,没有翅膀就真的不能飞了吗?
蜘蛛真的会飞吗?扩散与迁移对于物种的繁衍与发展尤为重要,因此为了将种族发扬光大,许多物种已经进化出了多种机制来迁移到别的地方,有用跑的、有用游的、有用飞的、有搭顺风车的。为了避免同类兄弟姐们的竞争与自相残杀,蜘蛛也需要通过迁移来保证繁殖率,可是和昆虫不一样,蜘蛛没有翅膀,但是有些蜘蛛却分布世界各地,哪怕在荒无人烟的小岛上也能找到它们的身影,那它们是如何做到的呢?蜘蛛:当然是用飞的啦!
其实在很早以前人们就发现了会飞的蜘蛛,那个时候的人们在海上航行,就经常在船只的桅杆上发现了从空中飘落的蜘蛛。在1980年日本九州大学农学部大熊千代子和三重大学农学部岸本良一专门在距离中国大陆约400公里的海上调查过这些飞行的蜘蛛,他们在船上的主桅上安置了三张捕虫网,在距离海平面高18米的位置上捕捉这些飞行蜘蛛,结果共捕获到105只蜘蛛,而且这些蜘蛛均来自中国的华南。
19世纪早期的科学家梦将这种飞行行为归因于膨胀,也就是借由热空气产生的上升气流带动蜘蛛飞行。当阳光明媚的时候,蜘蛛就会向身后喷射出多根长长的蛛丝,然后借由暖空气和冷空气形成的垂直湍流层(也叫热层)形成的举升力使蜘蛛膨胀,然后一举升天。
然而这种说法并不能解释蜘蛛是如何观察到在低风速的时候迅速释放蛛丝升天,并且在阴天的时候为什么也有蜘蛛起飞?并且如果是借由风力飞行,为何观察到的蜘蛛丝每根都是呈扇形分开的,而不是在风中随风摇摆?根根分离的蛛丝明显像有一种力在牵引着它们,那么这种力究竟是什么呢?
蜘蛛:我,御电飞行电场,电场是电荷及变化的磁场周围的空间里存在的一种特殊物质,只要有电荷就存在电场。
最新的研究发现蜘蛛正是借由电场的力进行飞行,听起来好像很高级很高科技的样子。20世纪初,随着人们对大气电学的深入研究,发现整个地球的大气层就像一个巨大的电路,而蜘蛛能够飞行正是它们身体里面内置了某种能够探测电场的设备。
最终来自布里斯托尔大学的研究人员erica morley和daniel robert对蜘蛛利用电场飞行给予十分明确的答案。他们将蜘蛛关在一个没有任何微风、但是电场可控的盒子里,发现蜘蛛照样能起飞,此外,若是在蜘蛛正处于空中的时候开-关-开电场,就会看到蜘蛛一会儿向上一会儿向下地移动。换句话说,它们不仅能探测到电场,还能利用电场和静电斥力的原理来实现飞翔。那么蜘蛛究竟是如何做到御电飞行的呢?
飞航的蜘蛛要了解蜘蛛如何乘电飞行,首先就需要先了解一下关于地球电场的基本知识。地球自带负电荷,简称接地;而在天气晴朗万里无云的天气下,从平坦的地面垂直向上,每高出地面一米就会携带100伏特左右的电压(大气电位梯度apg)。并且无论晴天还是暴雨天气,apg始终存在,而且任何接地的,尖尖的结构从平坦的电场中伸出都会大幅度增强局部电场,就比如我们常见的避雷针,它们就是增强了顶部的电场强度,从而吸引雷电,树木也是如此。所以雷雨天气尽量远离这些突出水平电场的尖锐结构哦。
咳,扯远了,我们继续说回到蜘蛛。当蜘蛛甩出蛛网的时候,蛛丝带负电。电荷同性相斥,蛛丝便排开了周围物体的负电荷。但蛛丝周围的空气中却又带着正电荷,这实际上便形成了一个电路。并且蜘蛛腿上的蛊毛(trichobothria)还能监测到电场,在感应电场的时候,这些毛会动来动去,而其它毛却一动不动。蜘蛛并不仅限于感知到电场,还能在此基础上编织出迷你的降落伞飞到空中,甚至是飞出实验盒,飞到五多千米的高空中。
当然,能够飞行的蜘蛛大多都是小蜘蛛,而体型过大的蜘蛛由于体重限制,所以并不能自如的进行飞航。所以你不用当心在雷雨天气,天空电闪雷鸣,一只大蜘蛛从天而降……顶多是一只小蜘蛛,嗯,小蜘蛛。或许有一天,随着科技水平的提高,人们也能研发出利用电场飞行的飞行器呢。
参考资料:
虽然没有翅膀 但蜘蛛能靠地球电场飞航
自带飞行器的蜘蛛
蜘蛛飞航习性观察
东海上空的飞航蜘蛛

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