据英媒1月30日报道,一只体型不超过一枚硬币大小的蜘蛛,颠覆了科学家对天然材料的既有认知。这种在马达加斯加荒野发现的达尔文树皮蛛,能吐出比高强度合成纤维凯夫拉更坚韧的蛛丝,为生物材料的强度设定了新标杆。
根据发表于《蛛形学杂志》的一项研究,这种蜘蛛能在河流和小溪上方编织巨大的圆网,悬挂在超过80英尺(约24米)长的牵引丝上。其蛛丝不仅能牢固支撑,其能量吸收效率也超过了任何已知的天然或合成材料。
该物种(学名Caerostris darwini)由动物学家伊格尼·阿格纳松和生物学家马蒂亚日·昆特纳于2008年发现,现已成为生物创新的一个研究案例。马达加斯加与世隔绝的生态系统孕育了许多奇特生物,但这种蛛形纲动物的突出之处不在于其外貌,而在于它建造了什么以及如何建造。
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## 自然界有记录以来最大的蛛网
达尔文树皮蛛编织的蛛网可横跨30平方英尺(约 2.79平方米)(约2.8平方米),悬空架设在河流上方。据《蛛形学杂志》报道,目前已知没有其他八足捕食者会常规性地在这种位置——水面以上数米、两端固定于两岸树木——筑网。
这种定位意味着蛛网必须承受风力、张力以及猎物的挣扎。伊格尼·阿格纳松和马蒂亚日·昆特纳指出,蜘蛛很可能是将丝线喷射过水面,使其粘附在对岸的树枝上,从而形成网的基础结构。一旦固定好,它们便开始编织网的其余部分。
尽管其他一些结网蜘蛛也会在水边筑网,但尚未有记录显示它们能在开阔的空中建造如此大规模的网。这种栖息地的严苛要求很可能推动了其非凡蛛丝的演化,使其不仅能承受力量,还能经受时间的考验。
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具有无与伦比能量吸收能力的蛛丝
研究人员测试蛛丝时,真正的震惊出现了。研究团队发现,这种蛛丝在断裂前能吸收巨大的动能,其性能甚至超过了用于防弹背心的凯夫拉材料。这种蛛丝被描述为“比凯夫拉强韧10倍”,不仅在于强度,更在于韧性。
“这种蜘蛛之所以出名,是因为研究表明它制造的一种被称为牵引丝的蛛丝,是有史以来测量到的最坚韧的蜘蛛丝,”该研究的通讯作者、马萨诸塞大学洛厄尔分校的进化生物学家杰西卡·加布表示。该研究发表于《通讯-生物学》期刊。
弹性在其中起着核心作用。这种蛛丝在断裂前能拉伸的距离是其他圆网蜘蛛蛛丝的两倍。这使得蛛网在猎物挣扎时能保持完整,储存并消散能量而不破裂。
尽管两位专家指出,未来研究或许能揭示这种蛛丝如此高效的原因,但目前尚不清楚是何种分子结构赋予了这些卓越特性。
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极致的结构,微小的建造者
尽管这种蜘蛛的体宽仅约一英寸(2.54厘米),但其影响力却非同一般。阿格纳松和昆特纳观察到,这些蛛网经常能捕获数十只昆虫。建造它们所需的规模和努力是巨大的,但营养回报似乎值得付出。
有趣的是,虽然未在网中观察到鸟类或蝙蝠等大型猎物,但研究人员并未排除这种可能性。这些蛛网足够坚固,也足够大,足以困住小型脊椎动物。自然界估计有超过4万种蜘蛛和大约20万种蛛丝,达尔文树皮蛛可能只是众多拥有非凡特性的物种之一。
(原标题:Scientists Found a Spider That Builds 80-Foot Webs, And Its Silk Is Tougher Than Steel)
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