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蜘蛛丝的成因是什么

Answer 1

　　蜘蛛网是由部分种类的蜘蛛吐丝所编成的网状物，用以捕获昆虫、小型脊椎动物等作食物，或用以结巢居住，形成蜘蛛网的过程你想了解吗?下面就让我来给你科普一下蜘蛛网怎么形成的。

　　蜘蛛网的形成
　　蛛丝是蜘蛛赖以为生的“法宝”。蜘蛛借助蛛丝捕捉猎物、储存食物和繁殖后代。蛛丝由蜘蛛腹部的丝腺分泌并形成。丝腺分泌一种胶状丝浆，而丝浆则在喷丝口与蛋白融合反应，形成蛛丝。

　　蛛丝是自然界最理想的纤维材料之一，强度竟然超过所有其他天然纤维，甚至连以坚韧著称的钢丝和凯夫拉纤维都望尘莫及，尤其以高强度、高韧性著称。研究表明，蜘蛛可以针对不同用途发出不同生物指令，从而合成产生不同种类的蛛丝。

　　牵引丝是蜘蛛用于搭建蛛网的丝，在各种蛛丝中最为坚固。与一般蜘蛛不同，黑寡妇蜘蛛的牵引丝有着更加出众的效能，无论强度还是伸展性都更胜一筹。这赋予了黑寡妇蛛丝承受更大拉力和形变的能力。据记载，黑寡妇蛛丝在拉断前可以延伸27%%，强度则超过普通蛛丝的2倍。

　　据悉，目前市场上还没有出现与蛛丝相关的产品。但科学家认为，新发现有助于新一代高强度合成纤维工业新材料的开发。在黑寡妇蛛丝启发下开发形成的新一代高强度合成纤维将在医药、工程、体育、军事等领域大显身手。新一代合成纤维可以用于制造坚固而轻便的护甲，更加坚韧的手术线、人造腱、人造韧带以及各种新型运动护具等。

　　哈娅说，借助现已破译的蛛丝遗传密码，科学家可以在诸如细菌、植物或动物等不同宿主身上合成产生构成蛛丝的关键蛋白。研究小组面临的下一个难题是，如何把合成产生的关键蛋白制造成人造蛛丝。
　　蜘蛛网的图案装饰
　　蜘蛛网的装饰材料和图案型别，可谓五花八门。研究人员根据这些“装饰物”的质地，将装饰材料笼统划分为：蛛蛛丝和非蛛丝两种型别。

　　蜘蛛丝型别

　　顾名思义就是蜘蛛利用本身吐的丝，构建这些神秘图案。比如，成熟的金蛛Argiope savignyi会在圆网中心区织出一张银白色的圆盘状装饰物，而有些金蛛属内的其它种，如黄斑金蛛Argiope aurantia结出的装饰物是一个由Z形组成的垂直或交叉状的丝带状装饰物。妩蛛科涡蛛属的变异涡蛛Octonoba varians和园蛛科艾蛛属的四突尘蛛Cyclosa sedeculata在中心区结出的装饰物，竟都是同心环状。而同属于园蛛科棘腹蛛属的两种蜘蛛Micrathena sexspinosa和Gasteracantha cancriformis则会把蛛丝质的圆点状装饰物标注在网上，从远处看，就像一条虚线。

　　非蛛丝型别

　　非蛛丝的装饰材料也很丰富，通常都是就地取材，包括猎物残渣、植物碎屑、卵袋和蜘蛛自己蜕下的皮，这些统称为“碎屑装饰物detritus”。其实，有些圆网蛛通常会将掉落在网上的植物碎屑或食物残渣清理干净以免其破坏圆网的结构，但是艾蛛Cyclosa octotuberculata通常将掉落在圆网上的碎屑以及食物残渣等收集起来，做成一条直线状的装饰物，而它自己趁机就隐藏在这些残渣或碎屑中间。

　　蜘蛛们耗费能量、别出心裁地织出这些十字形、X形或螺旋形的神秘图案，其用途何在，科学家们提出了关于装饰物功能的各种假说，并通过观察或实验来论证各自的假说。总得来说可归纳为非视觉讯号和视觉讯号两大类，并且大部分研究主要集中在以蜘蛛丝为材料的“装饰物”上。
　　蜘蛛网的图案用途
　　吸引眼球

　　构建如此醒目图案，最容易让人想到的是为了吸引其它生物的眼球，即视觉讯号作用。这里主要有3种假说：一是吸引猎物，二是隐藏蜘蛛以躲避天敌的攻击，三是视觉广告作用。关于吸引猎物的假说，科学家们在很多蜘蛛种类中如艾蛛属、涡蛛属、金蛛属得到证实，但也有一些相关研究结果不支援装饰物的吸引猎物假说。此外，科学家通过长期观察发现，在没有装饰物的蜘蛛网上，蜘蛛更容易受到其天敌一种泥蜂的攻击，从另一个角度说明“装饰物”起到一定的隐藏作用。第三种假说认为，丝带可能对鸟类起到广告作用，以告示它们不要误闯破坏蜘蛛网。虽然很少有证据支援这个假说，但是Blackledge 和 Wenzel在野外研究发现，具有线状装饰物的金蛛蜘蛛网Argiope aurantia和没有装饰物圆网相比，前者受到鸟类等飞行动物的破坏率更低。

　　牢固蛛网

　　最早提出非视觉讯号假说的人们，认为装饰物可能会起到促进或加固圆网的稳定性。但是这种想法很快就被否定了。人们仔细观察，很容易就会发现这些丝状装饰物只是松散而非紧密牢固地以交叉或十字状的方式出现在网上，因此不太可能用来调节整张网的拉力和张力。然而，后来也有一些实验证据表明，妩蛛的螺旋状装饰物的确能在一定程度上改变放射丝的张力，提高蜘蛛对猎物触网震动的感知力。

　　遮挡阳光

　　另外一种非视觉讯号的假说是认为在圆网中心出现的密集圆盘状装饰物能够有效地帮蜘蛛遮挡阳光，达到调节蜘蛛本身体温的功能。但其它形状的装饰物如十字交叉状、直线状、簇状看起来却并不适用于这个假说。有人用有线状装饰物的金蛛作为实验材料，比较了有装饰物和无装饰物的蜘蛛体温，结果显示两者之间的体温没有显著差别。

　　调节腺丝

　　一般来说，蜘蛛可以根据不同需要，通过腹部的腺体分泌产出不同特性的蜘蛛丝，除了捕获猎物的高粘度蜘蛛丝spiral silk，还有专门用来包裹卵袋防水密封性高的蜘蛛丝egg-sac silk，以及用来搭建圆网框架的“脚手架”蜘蛛丝frame silk。而葡萄状腺丝aciniform silk由葡萄状腺aciniform gland分泌，具有高强度的韧性和张力，蜘蛛正是用这种葡萄状腺丝来包裹猎物的。

　　近来，有科学家提出丝状装饰物能够起到调节葡萄状腺体aciniform silk gland活性的作用。有关研究发现，一些和葡萄状腺体活性有关的因素，例如缠绕包裹猎物的频率、蜘蛛蜕皮的发生，会影响到蜘蛛腺体的生理状况并产生可预测的装饰物模式。

　　在蜘蛛庞大的家族中，蜘蛛网丝状装饰物的出现频率、形状在同种不同个体之间时常不一致，这也是研究蜘蛛网装饰物功能所面临的主要问题。如果丝状装饰物确实具有很强的选择优势例如能够吸引猎物或者躲避天敌，为什么不是所有蜘蛛个体都在它们的网上构造这些丝状装饰物?很显然，关于蜘蛛网丝状装饰物功能问题的讨论还远没有结束，仍有很多问题等着人们去研究。

　　中国科技网讯 据物理学家组织网近日报道，美国亚利桑那州立大学的研究团队通过一种非侵入性镭射散射技术，找到一种从完整的蜘蛛丝上获取各种弹性成分的途径，未来可用于开发出生产从防弹背心到人工腱的弹性材料。相关研究成果发表在《自然·材料》上。

　　这种非侵入性的布里渊光散射技术使用了小于3.5毫瓦的极低功率镭射，镭射束在经过完整的蜘蛛网后，不会破坏蛛网，研究人员从而能在空间中描绘出每张网的弹性刚度。他们对于包括金纺蜘蛛、北美园蛛、西方黑寡妇和草绿色猞猁蜘蛛在内的4类蛛网进行了研究。