古希臘神話中善紡織的勤快少女阿拉克奇,兒童謎語里“穩坐軍中帳,排起八封陣,單捉飛來將”的捕蟲專家,生物王國里技藝高超的紡織大師……這些都是對在地球上生息繁衍上億年,至今依然門庭興旺的大家族——蜘蛛世界的生動描述。自然界的蜘蛛適應能力很強,從最熱的沙漠到最冷的西伯利亞和格林蘭島,從低淺的海岸線到靠近珠穆朗瑪峰的凍坡帶,它們廣泛分布于幾乎所有的地球生態環境,然而大多數蜘蛛還是靠近地面生活或棲居于樹木中。據科學家研究,蜘蛛大約由4億年前泥盆紀的蛛形綱祖先進化而來,比恐龍的出現還要早約1.5億年。現存的蜘蛛可分為2個亞目,即后紡亞目和中紡亞目。后紡亞目又有被稱為“原始蛛”的原蛛亞目和“現代蛛”的新蛛亞目。最早的原蛛化石發現于2.4億年前的三迭紀地層,新蛛亞目被發現于2.25億年前的地層,中紡亞目年代則更久遠,與被發現的3.8億年前的古化石蛛相似。
1 蜘蛛的解剖與系統發生
分類學上,蜘蛛屬于節肢動物蛛形綱,是蜘蛛目動物的統稱。目前已鑒定發現的蜘蛛種數約為38 000種左右,遍布于全世界,我國已發現的有2 000多種。普通蜘蛛有黑色和多毛的外型,實際上蜘蛛的外形和顏色是五花八門的,蜘蛛的外形特征不同于昆蟲之處是不具備觸角和翅,身體呈圓形或長圓形,分頭胸部和腹部,兩者間通過1個腹柄(腰)而分隔。大多數蜘蛛生有8個單眼,沒有復眼,也有些蜘蛛單眼數目較少,蜘蛛大多視力弱,另外有些洞穴生活的蜘蛛完全眼盲。蜘蛛頭胸部有4對步足,口前部有鉗頭狀螯肢,螯肢與第一對步足間有一對觸肢,腹部后面有與絲腺相通的紡績器,絲腺能分泌透明液體,從紡績器小孔流出來遇空氣凝成蛛絲。一種蜘蛛可能有8種腹部絲腺體,產生不同性質與用途的蛛絲。腹部呼吸器官有書肺1對或2對,或兼有氣管,腹部還有消化和生殖系統。蜘蛛屬肉食性動物,消化系統有特化的吸胃,蜘蛛將消化液注入昆蟲體內待組織溶解后再吸食。
2 蜘蛛的網與絲
蜘蛛因它高超的紡織技能而揚名于自然界,不同的蜘蛛由于生活環境與生活習性不同,所結網的大小、形狀和網眼疏密也各不相同:圓蛛的網很大,形同車輪;樹林間棚蛛的網如棚狀;球腹珠的網似燈籠;水蜘蛛的網如鬧鐘;草蜘蛛的網則像一張吊床。有的蜘蛛結的網如套索,在空中嗖嗖抖動,有的蜘蛛則能在草桿上織出密網,在微風中展開,形如風帆。更神奇的是南美有一種蜘蛛,它的網很小,只有郵票那么大,這種蜘蛛沒有守候的耐心,總是用四條腿扯著網,一見到合適的過客,隨時將網蒙過去罩住獵物。各種蛛網的黏滯性都相當強,小昆蟲一旦觸及,確實是有翅難逃的。蛛網為何黏不住蜘蛛自己呢?那是因為蛛網圓心的那一小塊地方是蜘蛛的休息室,不具有黏性,框架及半徑也不具黏性,更重要的是蜘蛛身上還有一層潤滑劑,當然就不會黏住自己了。
蛛絲由位于肛門附近紡績器上的小孔流出形成,蜘蛛肛門附近一般有6個紡績器,每個紡績器上面有許許多多與絲腺相連的小孔,紡績器噴出一種含有纖絲蛋白的液體,排出體外遇空氣立即硬化為堅韌透明的細絲。高倍顯微鏡下掃描,一條蛛絲是由2根不同的線絞在一起的,一根干性直線狀的,只能拉長20%,另一根黏性螺旋狀,可拉長4倍,因而蛛絲兼具硬性和柔韌性。最細的蛛絲直徑只有百萬分之一英寸,100根蛛絲只有頭發絲那么粗,若把一根單絲繞地球一周,其重量僅有168 g重。
蛛絲周圍還覆蓋著一層膠質液體微滴,每一滴中有一絲團,當昆蟲被捕掙扎時碰撞這些液體微滴,絲團便伸展,增加了線的長度,昆蟲越掙扎纏繞的線越多,箍得越緊。
3 蜘蛛的毒液
蜘蛛家族在進化過程中的成功,一個重要的方面是得益于它們能產生迅速麻痹或殺死其獵物的復雜毒液。除少數幾種中紡亞目蜘蛛外,幾乎所有捕食動物的蜘蛛都有毒腺。蜘蛛毒的基本目的是殺死或麻痹獵物。蜘蛛使用其毒液時是盡可能經濟的,使用的量正好足夠殺死降服獵物。原蛛類蜘蛛的毒腺位于螯爪中根部,而新蛛類蜘蛛毒腺位于緊靠螯肢后面的頭腦部的前端。
通常毒液都是通過螯爪中的小管射入獵物體內,大蜘蛛螯爪的強度足以刺破人的手指,與其他產毒動物如蛇等動物不一樣,蜘蛛不能食用固體食物,更不能消化整個獵物。當獵物被蛛絲纏繞住,又被蜘蛛毒液麻痹或殺死后,蜘蛛將消化液注入獵物體內,先將食物溶解為液態,然后在其特化的吸胃協助下將新鮮的內汁吸入口中。一只昆蟲被蜘蛛食用后僅剩下一個空殼或者縮陷成一個骨架。
雖然蜘蛛也有叮咬人類的現象,但除少數如澳大利亞漏斗網蛛等毒性極強的蜘蛛會危及人體生命,需要抗血清的特殊治療外,大多數蜘蛛叮咬僅僅引起極小的反應,產生輕微的傷害。蜘蛛的捕食對象絕大多數為節肢動物。
科學研究表明,蜘蛛毒是一種相當復雜的化學混合物,其組成成分包括無機鹽、低分子有機化合物(<1 kDa)、帶有3-5對二硫鍵的小肽類(3~10 kDa)和一些數目不多的大分子蛋白質。蜘蛛毒液中肽類的多樣性估計有150多萬種,遠大于竽螺和蝎類的5~10萬種。在世界各國毒物實驗室,除少數種類的蜘蛛毒多肽成分被弄明白外,大多數蜘蛛毒液中多樣性肽類的遺傳機制和組成方式尚不清楚。
4 蜘蛛的多樣性
蜘蛛在自然界分布廣泛,絕大多數能吐絲結網,由于在進化上適應不同的環境,因而不同地域生長的蜘蛛形態結構和功能都有很大差異。
世界上最小的蜘蛛是位于大洋洲摩亞群島上的展蜘蛛,它們中最小的只有0.43 mm,還沒有一粒芝麻大。世界上最大的蜘蛛是亞馬遜河流域雨林中的巨型塔蘭托拉蜘蛛,相貌丑陋,重約2 000 g。
在南美有一種捕鳥蛛,有鴨蛋那么大,吐的絲又粗又牢,在樹林里結網,經常用網捕捉小鳥。哥倫比亞則有種奇特的“投擲蜘蛛”,它不是拉網捕食,而是將自己的絲滾成圓球,當有飛蛾時,便準確地將圓絲球一擲,擊中飛蛾,順勢一拉,成為美食。
世界上最毒的蜘蛛是澳大利亞的漏斗網蛛,它身上的毒液毒性極強,當遇到人畜時,可躍起來用螯肢蜇傷對方,使受害者的運動神經中樞很快中毒發生麻醉而死亡。
更令人稱奇的是在海洋中生存著一種銀蛛,練就了一身潛水絕技。它在水中用前足抱住小氣泡,把頭伸進氣泡里呼吸,在水底植物叢中把網織好后,便到水面捕食,回家時把腿上和腹部細毛帶的氣泡融成一個大氣泡,銀蛛靠這些氣泡可在水中自由地生活和繁殖后代。
了解和認識蜘蛛各方面的特點,是為了更好的利用蜘蛛,充分發揮它們在仿生學、毒素組分研究、害蟲的生物防治等方面的作用,更好地造福人類。
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