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蜘蛛8个小时才能纸一张网,它至少需要捕多少只昆虫才不算亏?

宇宙解码  · 公众号  · 科学  · 2025-03-20 18:11

正文

在夏夜的公园灯光下,你轻松就能发现许多蜘蛛网,但你有没有想过一个问题: 蜘蛛织一张网的消耗至少需要捕猎到多少只昆虫才不算亏? 这个看似简单的问题却蕴藏着蜘蛛进化的智慧的。 首先, 在蜘蛛家族中,有相当一部分已经抛弃了吐丝结网,转型成了游猎型蜘蛛,比如狼蛛家族,它们压根就不存在结网损耗的问题。

其次, 即便是靠结网捕猎的蜘蛛,它们每织一次网也不能确保回本,因为织网虽然是个技术活,但选址同样是个智商的考验,一旦选错了地方,血本无归也是正常的。除此之外,一些蜘蛛刚织网完成可能会遇到天灾人祸(狂风暴雨或者人为的损坏),这样同样会血本无归。

所以,讨论这个问题的前提就是要确保蜘蛛是结网捕猎型蜘蛛,同时它的选址没有问题,也没有遭到天灾人祸的威胁,这样我们再去看它的付出需要多少收获才能持平。

蜘蛛吐丝的能量消耗

《西游记》中盘丝洞的蜘蛛精们从腹部喷射蛛丝的场景,看似滑稽,实际上意外地暗合了科学真相——现实中蜘蛛的"纺织器"正位于腹部末端。这个精巧的器官每秒能吐出3米长的蛋白质丝线,其强度堪比防弹衣的凯夫拉纤维。

但这份神奇背后,暗藏着一道关乎生存的数学题:耗费宝贵蛋白质编织的捕虫网,究竟需要多少猎物才能填平成本?让我们跟随科学家的显微镜,揭开这场持续了3.8亿年的生存博弈。

毫不客气的说,蜘蛛腹部末端的纺织器堪称自然界最精密的生物工厂。我们跟随显微镜的视角从纺织器的喷丝口向内看,它的内部7类丝腺分工明确:壶状腺生产承重框架丝,梨状腺制造黏性螺旋丝,鞭毛腺分泌包裹猎物的捆扎丝。每类丝腺都在分子层面进行着精密调控:主壶状腺分泌的牵引丝含β-折叠晶体结构,抗拉强度达1.3GPa(相当于桥梁钢缆);黏性丝表面覆盖纳米级胶质小球,每个直径仅50-100纳米;捆扎丝具有超强延展性,可拉伸至原长度4倍不断裂。

下面我们再来算一下蜘蛛织网的能量消耗(以中型圆网蛛为例)。一只中型的网蛛通常编织一张网的直径为30厘米。这个网大约需要用到120米的蛛丝,而这些蛛丝约含3.6毫克的蛋白质,它突出的蛋白质相当于其体重15%的代谢能量。

虽然蜘蛛吐丝看似很简单,但事实上除了蛛丝本身的消耗外,吐丝这个动作本身也是在消耗能量,理论上说蜘蛛每分泌1毫克蛛丝需要消耗300焦耳,总能耗相当于人类在泳池里连续游泳2小时。

昆虫的蛋白质供给率

在网上我们搜索一下蜘蛛结网的时间,比较常见的结果就是30-60分钟,但其实这个时间蜘蛛压根就织不好一张网。 华盛顿史密森学会的乔纳森-肯迪顿是一位对蜘蛛有着二十多年研究的科学家,根据他多年的观察发现,蜘蛛想要完全的织好一张网平均需要6-8小时。

等到蜘蛛完全地把网织好后,它只需要躲在安静的角落里等待即可。当猎物撞网时,蜘蛛足部的裂隙器官能在0.1秒内分析振动频率,像股票操盘手般快速决策是否出手。因为,太小的猎物蜘蛛同样要花费时间和蛛丝将其包裹住,然后再吃掉,所以较小的猎物,它通常不会立即出动。只有较大的猎物挣扎时,它才会立即出手,毕竟大猎物挣扎对网的破坏性是非常大的。







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