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蜘蛛,一生离不开丝的动物

文章来源:未知         发布时间:2021-03-11

  作者: 宋大祥
  作者简介: 宋大祥院士(1935--2008),曾任中国科学院动物研究所副所长、河北大学生命科学学院博士生导师等职。
  从事蛛形动物的系统学研究,解决了蟹蛛科、狼蛛科、平腹蛛科和肖峭科等科中的许多种属的分类问题。同时对纺器、听毛、染色体、精子的发生和包装进行了研究,对某些分类单元的系统学提出新的见解。建立2个新亚科14个新属,已发现300余新种。
  编著有《蚂磺》《中国农田蜘蛛》《中国蜘蛛(英文)》以及《中国动物志》中有关“淡水桡足类”、“蟹蛛科”、“平腹蛛科”和“肖蛸科”等卷,为本学科的发展作出重要贡献。

 
斑络新妇(雌)和蛛网(黄俊球 供图)
 
  人人都见过蚕宝宝结茧,知道吐丝结茧对蚕蛾一生的重要性。但任何吐丝的昆虫只是在它们生活史中的某一阶段用丝。世界上数十个门类、数百万(一说数千万)动物中,只有蜘蛛有复杂的丝腺和纺器,可算得上动物界中产丝和用丝的高手。蛛丝陪伴着蜘蛛的一生,如果没有丝,蜘蛛既不能生存,也不能繁衍后代。
 

01蛛丝的功能

  提起蜘蛛的丝,人们自然会想到蜘蛛的网。的确,许多蜘蛛靠结网捕捉昆虫。但其实蜘蛛中有不少类群属于游猎型。它们与结网型蜘蛛不同,靠守侯在洞穴中或花草上捕捉过往的昆虫;或者主动巡游,靠较敏锐的视力,飞速的奔跑或跳跃,象虎狼那样猎取捕获物。我国南方的儿童,可能兴致勃勃地观看过一种叫作蝇虎的跳蛛,是如何镊手镊脚地靠近一只停在窗户上的苍蝇,然后出其不意的一跃把苍蝇捉住。另有一类叫作猫蛛的蜘蛛,常在植物上游猎,它们甚至可以一跃而捉住在其身边低飞的昆虫。那么,蛛丝对游猎型蜘蛛来说,是否就不重要了呢?其实,蛛丝在蜘蛛生活的重要性并不全在于结网捕虫,它还有其它多种重要用途,请看:
  1、作住所的衬壁
  许多蜘蛛生活在裂隙或洞穴中,或在土中掘穴而居。它们不像别的动物,而是织一个丝管套在洞穴内,使自己的住所既舒服又安全。有些蜘蛛的洞口有一个活门,是用丝把许多土粒编织而成的一个圆片,用作洞口的盖。这个盖的一小部分与洞口的壁连成一体而成一个活门,可以打开或关闭。
迷宫漏斗蛛的丝巢 (全景网 供图)
 
  2、捕带
  蜘蛛捕得大型昆虫等,如一时不需食用,则分泌多根丝,形成捕带将活的捕获物捆缚住,待需要时享用。
金蛛正在用蛛丝捆缚猎物
 
  3、卵袋的丝膜
  大多数蜘蛛把卵产在卵袋内。一般是先做一个产褥,产卵其中,四周筑一围墙形壁,再用丝织一圆片覆盖其上,即形成一卵袋。卵袋的四周一般再缠一些蓬松的丝。卵袋有的挂在网上;有的固定在叶片上;母蛛在卵袋旁守护;有的则由母蛛将卵袋随身携带。携带的方式随种类而异,用鳌肢衔住在口端的(幽灵蛛),衔住而放在胸部下方的(盗蛛),以丝系在腹部后端纺器上的(狼蛛)。管巢蛛科的种类在产卵前把叶子卷成粽子包,把自身卷在其中产卵。
盗蛛和卵袋(宋志顺 供图)
 
  4、织精网
  雄蛛成体触肢的末节(附节)变化为传递精子的器官,称为触肢器。雄蛛在寻求雌蛛求偶交尾前,先以腹部腹面雄孔附近部位的一种腺体分泌丝液,经毛状的纺管通向体外,织一个宽仅数毫米的小型精网。雄蛛然后产一滴精液在精网上,再用触肢器把精液吸到触肢器内贮存。在交尾时,雄蛛以触肢器前端部分插入雌蛛腹部的雌孔内,把精液注入雌体内。这种传递精子的方式在动物界是独一无二的。
 
  5、飞航的游丝
  某些蜘蛛(尤其是幼蛛)有飞航的习性。蜘蛛没有翅膀,所谓“飞航”是从“ballooning(乘气球)”-词转译而来。飞航前,蜘蛛爬到草、灌木或树的高处,面对风向,后足抬起,腹部后端向上翘,纺器放出丝来,只要有微弱的上升气流,蜘蛛即或腾空而起。幼蛛大量孵出时,借助飞航可以迅速分散,也能使蜘蛛分布到高山和远离大陆的海岛去。许多蛛丝在空中聚集一起,构成所谓天丝,一缕天丝中可以包括不同科、属的种类。天丝在空中最多时,据记载构成边长大约13公里的一个三角形区域。离陆地300海里(555.6公里)的海船上曾记载见有蜘蛛落下,可见其飞航距离之远。
 
  6、拖丝(安全丝)
  拖丝是蜘蛛走动时腹部拖着并固定在一处的丝。遇险时,如从植株上掉下来,还可攀缘而回原处,故而实际上拖丝起到安全丝的作用。拖丝一般由两根或数根粗丝合成,圆网上的框架丝也是拖丝。
 
  7、附着盘
  附着盘由大量的卷曲细丝构成,用以将拖丝以一定的间隔固定在物体上。
附着盘 (全景网 供图)
 
  8、信号丝
  结网蜘蛛中有些种类的蜘蛛并不停留在网中央,而是隐蔽在网一角的枝叶内。为了掌握网上的情况,蜘蛛用前足抓住一根丝,此丝的另一端连到网的中央。一有昆虫触网,蜘蛛即可出而捕之。此丝起到传递信号的作用,故名。在地表生活的较原始的蜘蛛,从其洞口四周,或地表账篷状的网的四周有辐射状伸向四周的绊丝。这些丝每隔一段距离有短坎将它固定在地面上,好象绊马索或帐篷四周固定的绳索。若其洞口或网的四周有昆虫爬过,碰到这些绊丝时发出震动,洞内或网内的蜘蛛就可以察觉,顺其方向出而捕之。
 
  9、网上的匿带
  匿带是某些蜘蛛圆网上(如园蛛科的金蛛)特有的丝带。这些丝带呈“Z”字型曲折,从网的中枢向四周延伸,或者从网中枢呈螺旋盘曲。此带的拉丁文“stabilimentum”是“稳定”的意思。但多数学者认为它并不起稳定的作用。所以我们不称它为“稳定带”。结这种带的蜘蛛多为白天停留在网中央的大型蜘蛛。由此推测此带起到迷惑敌人、隐蔽蜘蛛自身的作用,故而称之为“匿带”。有的学者认为匿带可能有不同的作用,如反射太阳的热辐射,反射紫外光从而吸引昆虫扑网等。
 
  当然,并不是每种蜘蛛的蛛丝都具备以上9种功能。但可以肯定每种蜘蛛在生活的基本方面(住所、捕食、生殖乃至防御敌人)都离不开丝。
 

02结网蜘蛛的网型

  以下我们再来看一下结网的蜘蛛的各种网型,网的演变,以及随之而来的捕食策略的转变趋势。
  蛛网的类型大致有:
  
(l)丝管和绊丝:这在上面已经作了介绍,它可能是最简单和最古老的蛛网。洞口可能有一活门或可折叠的领。
  (2)片网:最常见的是漏斗蛛的片网,这是网进化的第二步。漏斗蛛的漏斗网包括一个管状隐蔽所(相当于洞穴蜘蛛的丝衬里),从它又延伸出致密的水平网。
  (3)圆网:圆网见于妩蛛科和园蛛科及其近缘的一些科。皿蛛结的皿网可以认为是由水平的圆网,外加一些丝演变而成。球蛛科是园蛛总科中另一不结团网的蜘蛛,它结不规则网,由垂直的丝和联结垂直丝的斜丝构成。
金蛛静候在圆网的中央等待猎物自投罗网
 
  (4)其他网型:从圆网又向其他方面演化,或变的更精细、更复杂,或趋于简化,但效率更高。园蛛科的云斑蛛在其水平圆网的上方和下方加织许多缠结丝。这些坚固的网线可能给白天居于网上的云斑蛛提供保护,也可以使更多的飞虫撞落到水平网上,提高捕食效率。
 
  最有意义的是简化的网,如妩蛛科的扇妩蛛的网呈三角形,只相当于圆网的一个扇形面,而长妩蛛的网更简单,整个网只有一根或几根粘丝组成。它们用足把网拉紧,当网粘上虫子时,就把网放松。用这样的方法可以用一个简单的网有效地捕捉昆虫。
只有一根或几根粘丝组成的长妩蛛的网
 
  妖面蛛结一小的长方形网。它不是消极等待昆虫来撞网,而有用两对前足拉着网,象抄网一样主动捕捉昆虫。
妖面蛛结的长方形网
 
  网简化的另一途径是捕食对象的专门化。如流星蛛只用一根丝,丝的末端有一个具有挥发性物质的粘球,该物质类似所捕食的蛾的雌性外激素,以此引诱雄蛾。蜘蛛用前足操纵这根丝象抛流星那样,把丝端的粘球抛向猎物。
 
  花皮蛛的情况很特别,它既不用丝网,也不是掠食的方式,花皮蛛头胸部内有巨大的毒腺,通过鳌肢射出毒液加粘液的混合液以固定捕获物。
 
 

03放弃结网捕食的游猎蛛

  蜘蛛共有105科,约4万种。在种类最多的10个科中(包括最大的跳蛛科)有6个科是游猎蛛。更为明显的是大多数科既有结网捕食,也有游猎捕食的种类。而且在每个科中一些演化活跃的种类趋向于放弃结网捕食。甚至在典型的结网蜘蛛的科,都有一些类群摒弃结网,或结的网并非用来捕食。许多蜘蛛放弃张网捕食的方式,主要是由于结网捕食不如游猎有利。
 
  结网捕食对蜘蛛本身不利的因素:
  (l)结网蜘蛛易被鸟类、蜥蝎、啮齿类和许多蜂类所捕食。某些鸟类(如非洲伯劳)虽不吃蜘蛛,但筑一个巢要用数百张蛛网;
  (2)许多昆虫演化出多种适应性以避免被蜘蛛捕食。最明显的例子是鳞翅目的昆虫。蛾和蝶类的翅覆盖着可脱落的鳞片以不被蛛网粘住;
  (3)结网需要消耗大量能量,这一捕食方式只有在可捕食对象密度高时才合算。为此,有的蜘蛛只替换网被损坏的部分。某些蜘蛛把网吃掉以补充消耗掉的能量;
  (4)虽然蜘蛛可以在不良环境(如沙漠)中结网,但结网蛛难以生活在特别富饶的栖息地,如热带雨林的覆层,可能因蚂蚁经常破坏地面的网。相反,游猎捕食的蜘蛛较为有利。如掠食性天敌对某些结网蛛影响大,而对游猎蜘蛛的影响则较小。
 
  从结网型到游猎型的演变显然是渐进的。织一个三角形网而象手抄网那样主动捕食的蜘蛛和前面所说的扔流星球的蜘蛛,它们虽织网,但能以步足把持并移动。虽然它们猎食的方式是典型的“坐等”策略,但蜘蛛本身已不再在网上暴露。某些蜘蛛虽织捕虫网,但也能离网而猎食。幽灵蛛和孔蛛属有的种类既能用网捕食,也能游猎或侵入其他蜘蛛网。
 
  地球上出现蜘蛛以来,筑网捕食进化了很长时间,而且约经历了两亿年才出现了第一个圆网。网型的巨大多样性使我们相信这一策略曾是非常成功的。但是随着专门捕食蜘蛛的天敌的发展,以及昆虫为避免被网捕捉的各种适应的出现,使张网捕食的策略在后来不怎么成功。许多科的蜘蛛在进化中明显地由结网转为游猎。
 
  蜘蛛自4亿年前的古生代泥盆纪随着昆虫的出现而出现,随着昆虫的演变而演变,实际上蜘蛛的演化史就是蜘蛛的丝腺、纺器和蛛丝得以充分利用的一部演化史。可以毫不夸张地说,蜘蛛因丝而得以在激烈的生存竞争中繁衍和发展到今天的地步。
 
  本文转自“大自然杂志”公众号
  刊于《大自然》2000年第01期