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蜘蛛与科学家

作者:jnscsh   时间:2021-07-30 08:52:53   浏览次数:

清晨,你看见屋檐下挂着一张蜘蛛网,可能引不起什么兴趣。可是你知道吗,这种不招人喜欢的昆虫,却吸引了许多科学家的注意。

蜘蛛的腿里没有一点肌肉,却非常灵活,原来,它的腿里充满一种液体,蜘蛛可以随时调节这种液体的压强,用来支配8条腿的运动,在网上进退自如。这种方法在物理学上叫作液压传动。许多液压机械就是受此启发而发明的。

我们知道,蜜蜂的六角形蜂房是最节省材料的建筑设计,而蜘蛛网的结构更能赢得数学家的赞叹!蜘蛛网看上去是呈“八卦”形的复杂几何图形,你用直尺和圆规也很难画得这么匀称,这么美。蜘蛛是按照一种高级几何曲线来织网的, 是一种“对数螺线”的无穷曲线,要用复杂公式来计算。小小的蜘蛛却能轻易织出如此复杂图形,这里面的秘密吸引了很多科学家。

蜘蛛最吸引人的是“纺织器”。原来它体内丝囊中有胶液,腹部后端有吐丝器,吐丝器有许多小孔;胶液通过小孔,被附着物拉扯变细变长,凝成细丝。一根蛛丝是很多细丝合并而成的。人们受到启发设计出人造丝、人造纤维的喷丝头,在纺织业引起了一场革命。

人们研究蜘蛛的主要目的是向它要丝。人类养蚕得到丝,织成美丽的绸缎。但养蚕很辛苦,需要大量桑叶,对饲养温度、湿度要求严格,还须严防蚕生病。生产1公斤蚕丝,需要5,500多个蚕茧,因此绸缎价格昂贵。而蜘蛛则不那么娇贵,到处都可以生存,许多科学家都希望能直接向蜘蛛要丝。法国科学家卜翁织成了世界上第一副“蛛丝手套”,轻盈透明,轰动一时。但问题是,饲养蜘蛛也非易事。蜘蛛要吃昆虫,有时会自相残杀。另外蜘蛛不会作茧,到处吐丝也不好控制。经过计算,生产1公斤蛛丝,居然需要150万个蜘蛛。因而批量生产蛛丝实在困难,必须另想办法。

生物学家的最新研究带来希望,这就是基因工程。科学家将蜘蛛体内生产蛛丝的基因,移植到一种细菌体内,使细菌有分泌蛛丝胶液的能力,大量繁殖培养后,可利用这种蛛丝胶液。这种胶液的拉力强度大,有弹性,不易断裂,容易染色,手感好,是一种很有发展前途的“人造蛛丝”。也有报道说,将蜘蛛的成丝基因移植到山羊体内,使山羊奶变成蛛丝胶液,这样得到的胶液更快、更多。

“人造蛛丝”还有更新、更重要的用途,比如织成高强度的防弹背心,很轻又透气,比传统的沉重防弹衣要强多了。另据最新报道,科学家制成“电镀蜘蛛丝”,将极细的蛛丝电镀一层金属,成为强度极高的“纳米导线”,直径仅有100毫微米。这种导线的研究成功,又将引起微电子器件制造业的一场革命!

你瞧,小小蜘蛛身上的学问还真不少呢!

雌蜘蛛习惯爬到松动的树皮或篱笆、墙壁的空隙中产卵,产卵数目根据蜘蛛种类而异,少则2个,多则1,000个。卵通常被包裹在丝袋中,孵化时间从2周到2个月不等。

有些刚孵化出来的幼蛛只有针头大小,却能立即独立生活。幼小的天窗蜘蛛和园圃蜘蛛特别擅长飞行。这些没翅膀的小家伙爬上草梗或其他凸起的物体,再放出几束蜘蛛丝,便借助风力飘飘荡荡。

总的说来,雌蜘蛛并不是好母亲。狼蜘蛛例外,它习惯于把新孵化的幼蛛背在背上。渥太华的一位蜘蛛专家C·D汤达尔说:“无论如何,即使一个幼蛛掉下来,母亲也绝不会费心把它找回来。”

只有极少数幼蛛能有幸活上几周时间。其它蜘蛛会把幼蛛成群地吃掉,蟾蜍、蜥蜴和鳟鱼以它们为食,褐雨燕、燕子也会在空中捕食它们。有些家蜘蛛能活7年。

把丝洞建在土壤上的囊网蜘蛛能活9年。一只生活在麦吉尔大学莱曼昆虫博物馆的塔兰图拉毒蜘蛛居然活了11年之久。

蜘蛛的丝极轻,一根从圣·约翰拉到温哥华的5,000公里的丝只有40~50克。然而丝的断裂应变力相对来讲比钢还大。到目前为止,蜘蛛丝的用途还仅限于光学仪器的瞄准线。20世纪60年代,由于更现代的技术问世,蜘蛛丝的这点价值也不复存在了。最近蜘蛛开始服务于一个意想不到的领域。英国一个艺术馆的经理异想天开地把蜘蛛用于防盗。他从动物市场租来两只巨型墨西哥红膝拉图兰毒蜘蛛,让它们在展柜中巡视,使可能光顾的小偷望而生畏。

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