當您突然注意到從天花板祇離您臉幾英寸懸垂著的一隻時,雖然牠們是上帝設計的奇跡,那可能不是您最初想法。
當心:我們正要講關於蜘蛛的事。
雖然牠們往往會(是)給人們“令人毛骨悚然的爬蟲”,蜘蛛真正揭示其設計者很出色的智慧及工程技巧。牠們懸垂的綫——似乎差不多不可能細的絲綢一樣的纖維——是自然世界最奇異的原料之一,贏得很大科學的關注以及希望複製上帝手工製品的研究者的注意。
讓我們祇片刻,開始全神貫注於蜘蛛網,並明白我們能得知關於牠的造物主的什麽東西。
使用於許多方式
想象蜘蛛網時,很容易祇想到我們通常注意到的美麗和似乎易損的蜘蛛網。但是,按我們會明白的,蜘蛛創造幾乎是能有許多用途的“奇跡材料”的絲,世界的蜘蛛以難以置信的多樣化方式使用它。
例如,一些在環形科的蜘蛛,使用在其網的碎片,製造比牠們大的蜘蛛形狀粗略的誘餌——然後搖動網,使蜘蛛摹本對於可能的捕食者看來更全像較大和更危險的威脅。
波拉斯蜘蛛從南美牛仔扔的重和粗的繩武器得到其名字,這武器以糾結其脚抓住動物——當您看這些蜘蛛在動作時,一個聯繋開始清楚。懸挂在葉或細枝下,波拉斯蜘蛛,會從其腿之一懸挂單條絲綢一樣的綫,一滴專門的黏性液在其末端上加重量。在蛾接近時,蜘蛛會像套索搖蕩其綫,希望把黏性液滴依附於蛾。一旦抓到(了牠),蜘蛛把其獵物拉過來,正餐時候開始。
有蜘蛛使用的創意方法,甚至更普通的網可能使我們感到驚訝。例如,“三角形編織工”蜘蛛,有非凡方式全利用其網奇異的彈性和抗張的力量。比方説,蜘蛛使自己固定在鄰近的細枝,然後往後緊緊地拉其網——弓箭手會往後拉弓弦要發動弓箭的方式。一旦獵物是在蜘蛛的範圍内,牠放開其固定性,蜘蛛和網一起向注定死亡的昆蟲衝。
不同物種有這麽多方式使用其網。蜘蛛調動其獨一無二的網,要建羅網門,創建獵物來到時發信號的漏斗,綁葉一起,要創建退隱的家,精心製作牠們用腿端能抓緊的網,要套其未察覺的羅難者,或甚至執行“乘熱氣球飛行”——移動方法,一些蜘蛛使用其網的綫,要利用溫和風流及大氣的電,要“飛”數百英里。似乎是,關於每種蜘蛛,發生蜘蛛網的另一應用。
不像其它的材料
這些驚人和創造的成就,沒一個會是達到的,若不是蜘蛛多用途的絲使精巧材料可能(出現)。雖然蜘蛛網的細綫可能似乎是薄而易損壞的,它們是相當相反的。科學家發現蜘蛛網是在自然界中最不易切開的纖維——比棉輕,然而,比鋼堅固。達爾文的樹皮蜘蛛,牠創造從未發現最堅固的絲,產生十倍於凱夫拉爾纖維牢固性的綫。科學家還在探究蜘蛛絲性質,並研究其設計,希望知道如何創造新材料及科技,要使人生活受益。
蜘蛛絲起先是在腹部腺的液體。蜘蛛實際上有數量多的腺,每條腺負責創造為一系列不同目的設計的不同種類的絲。例如,織球體的蜘蛛——我們時常在我們花園看見的輻條和螺旋形的那種網的創造者——基於接近的工作,使用數量多的絲。一種絲創造其網暫時的腳手架,同時,另一較堅固的絲創造網的輻條及外邊的支撐物。輻條之間的“橫檔”是另一更有彈性的一種絲制的,導致能拉長比其長度長逾兩倍不斷的綫。另一絲是用於創造蛋囊,還有另一個要包其捕獲的獵物。每工作需要堅固性和彈性的不同結合體、以及專門設計製造要最好地補足蜘蛛目的的不同種的絲。
當液體被擠通活門及栓時,每不同種類的絲被創造,這些活門及栓安排蛋白質分子進入離開蜘蛛身體前的固體 綫。這些極小栓處在小如手指稱噴絲頭的器官端上,從蜘蛛腹部端伸出。這些噴絲頭熟練地把綫纏在一起,要創造我們聯想起蜘蛛網的絲綫。
以改變數量多的要素——比方説,從栓出來的綫厚度、噴絲頭織的絲種的兼有性、或綫結合的專門方式——蜘蛛網纖維是能以非凡的多種式樣組裝的,每個設計是要對不同目的有用的。
令人驚喜的潛在性
當然,在大屏幕化身的滑稽書的英雄蜘蛛人,使青少年彼得·派克製造“網武器”,他能用來製作心血來潮的網。但在現實世界,科學家不是像年輕派克先生一樣相當成功。
他們不是不被激動!蜘蛛絲有給人大量令人贊嘆的用途,但這種網不是容易製造的。到目前爲止,人類通常祇能引用蜘蛛的秘密這樣做。蠶和細菌——也許出人意料的(是),連山羊——曾是轉基因的,要為人製造目的製作蜘蛛絲蛋白質。但這努力是花錢多並祇製作小數量——不接近需要推動渦輪機或裁縫大量製作衣服的生產量。
不過,潛在性是巨大的,研究者繼續追求這絕妙的材料。蜘蛛絲是可生物降解的,並不在人裏引起免疫或過敏的應答的事實,特別引起醫學行業的好奇心。使韌帶再生以及為被燒的受害者創造更好皮膚移植的希望激起醫生的興趣。
但是,儘管我們人最好的一切努力,我們還不能製作單一蜘蛛日常方式容易地產生的極多數量。佔您家安靜墻角的蜘蛛,在真正意義上,是超出比較的材料工程師。
因此下次蜘蛛使您大吃一驚——您有片刻恢復正常呼吸後——您可能跳出圈子看問題,並重視那蜘蛛意味著甚麽:證明精巧的造物主,祂甚至給其最小創造物一些人類還不能成就的能力,請求我們考查祂手的工作,並明白祂的偉大、心靈手巧、美德、以及天佑。