?蜘蛛網(wǎng) 圖片來源：stock image

人類不止一次將蜘蛛帶到太空，研究重力對它們織網(wǎng)的重要性。一開始這只是針對高中生的一個不太成功的攻關(guān)實(shí)驗，現(xiàn)在卻產(chǎn)生了一個驚人的發(fā)現(xiàn)：光線在蛛形綱動物的定向中所起的作用比之前認(rèn)為的大。

美國航天局（NASA）進(jìn)行的蜘蛛實(shí)驗原本是一個令人沮喪的失敗，但意外的事件有時會導(dǎo)致意想不到的研究發(fā)現(xiàn)。這里的問題相對簡單：在地球上，蜘蛛織成的網(wǎng)是不對稱的，網(wǎng)的中心朝上邊緣移動。休息時，蜘蛛頭朝下坐著，因為它們可以在重力的方向上更快地向剛捕獲的獵物移動。

但是在零重力下蜘蛛會做什么呢？2008年，NASA想用這個實(shí)驗來激勵美國的中學(xué)生。但即使問題很簡單，在太空中實(shí)驗的計劃和執(zhí)行卻極具挑戰(zhàn)性。來自不同蜘蛛種類的兩個標(biāo)本飛向國際空間站，一個作為領(lǐng)頭，另一個作為儲備，以防第一個未能存活下來。

然而，那只儲備蜘蛛設(shè)法逃出了貯藏室，進(jìn)入了主室。由于安全原因，該室不能打開，所以那只蜘蛛不能再被抓回來。兩只蜘蛛織出了一些混亂的網(wǎng)，互相妨礙。

不僅如此，作為食物的蒼蠅繁殖速度比預(yù)期更快。隨著時間推移，它們的幼蟲從箱子地板上的繁殖容器爬到實(shí)驗室內(nèi)，兩周后覆蓋了前窗的大部分。一個月后，蒼蠅幼蟲后面的蜘蛛都看不見了。

參與蜘蛛實(shí)驗計劃的丹佛自然與科學(xué)博物館的Paula Cushing一直對這一失敗耿耿于懷。2011年，國際空間站再次有機(jī)會進(jìn)行類似的實(shí)驗，研究人員讓巴塞爾大學(xué)的Samuel Zschokke博士參與準(zhǔn)備和分析新的嘗試。這一次，試驗采用了同一物種的四只蜘蛛：兩個飛往國際空間站單獨(dú)的棲息地，另外兩只分別留在地球上的不同棲息地，并被保持和它們太空中的同伴相同的條件下進(jìn)行觀察，唯一的區(qū)別是它們暴露在地面重力之下。

最初的計劃是用四只雌性。但另一件不幸的事發(fā)生了：實(shí)驗必須挑選幼年蜘蛛，但確定幼年蜘蛛的性別極其困難。在實(shí)驗過程中，有兩只蜘蛛是雄性的，它們在身體結(jié)構(gòu)和大小上與成熟后的雌性蜘蛛有顯著差異。幸運(yùn)的是，其中一只雄性在空間站上，另一只在地球上。

蜘蛛織出網(wǎng)，拆散它們，又織出新的。每個蜘蛛有3臺攝像機(jī)每5分鐘拍攝一次照片。Zschokke、Cushing和科羅拉多大學(xué)生物服務(wù)技術(shù)處監(jiān)管該太空飛行設(shè)計和發(fā)射的Stefanie Countryman使用約14500張圖片分析了100張蜘蛛網(wǎng)的對稱性和蜘蛛在網(wǎng)上的方向。

事實(shí)證明，在失重狀態(tài)下織成的網(wǎng)比在地球上織成的網(wǎng)更對稱。它們的中心更靠近中間，所以蜘蛛并不總是把頭朝下。然而，研究人員注意到蜘蛛在燈光下織網(wǎng)與在黑暗中織網(wǎng)存在。在燈光下，在國際空間站上建立的網(wǎng)絡(luò)與地球上的網(wǎng)絡(luò)相似地不對稱。

Zschokke說：“我們沒有想到光線會在蜘蛛在太空中的定位中起作用?！彼治隽酥┲雽?shí)驗，它們的相關(guān)研究發(fā)表在《自然科學(xué)》上。“非常幸運(yùn)的是，燈被安裝在房間的頂部，而不是四面八方。否則，我們就無法在零重力條件下發(fā)現(xiàn)光對蛛網(wǎng)對稱性的影響?！?/p>

對圖片的分析還顯示，當(dāng)燈光關(guān)閉時，蜘蛛在網(wǎng)中會隨意地朝向一邊，但當(dāng)燈光打開時，它們僅會朝向下。在沒有重力的情況下，蜘蛛似乎利用光線作為額外的方向感輔助。由于蜘蛛也在黑暗中織網(wǎng)，而且在沒有光線的情況下也能捕獲獵物，所以以前人們認(rèn)為光線對它們的定位沒有影響。

“蜘蛛有這樣一個備用的定位系統(tǒng)，這似乎很令人驚訝，因為它們在進(jìn)化過程中從未接觸過沒有重力的環(huán)境?！盳schokke說。同時，蜘蛛在織網(wǎng)的過程中，其位置感可能會變得混亂。負(fù)責(zé)這種感覺的器官記錄了身體前部與后部的相對位置。在構(gòu)建蜘蛛網(wǎng)的過程中，身體的兩個部分都在不斷運(yùn)動，因此基于光線方向的額外定位幫助特別有用。



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