古希臘神話中善紡織的勤快少女阿拉克奇,兒童謎語里“穩(wěn)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(yīng)能力很強(qiáng),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(tài)環(huán)境,然而大多數(shù)蜘蛛還是靠近地面生活或棲居于樹木中。據(jù)科學(xué)家研究,蜘蛛大約由4億年前泥盆紀(jì)的蛛形綱祖先進(jìn)化而來,比恐龍的出現(xiàn)還要早約1.5億年。現(xiàn)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(xiàn)代蛛”的新蛛亞目。最早的原蛛化石發(fā)現(xiàn)于2.4億年前的三迭紀(jì)地層,新蛛亞目被發(fā)現(xiàn)于2.25億年前的地層,中紡亞目年代則更久遠(yuǎn),與被發(fā)現(xiàn)的3.8億年前的古化石蛛相似。
1 蜘蛛的解剖與系統(tǒng)發(fā)生
分類學(xué)上,蜘蛛屬于節(jié)肢動物蛛形綱,是蜘蛛目動物的統(tǒng)稱。目前已鑒定發(fā)現(xiàn)的蜘蛛種數(shù)約為38 000種左右,遍布于全世界,我國已發(fā)現(xiàn)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(shù)蜘蛛生有8個單眼,沒有復(fù)眼,也有些蜘蛛單眼數(shù)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(chǎn)生不同性質(zhì)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(tǒng)。蜘蛛屬肉食性動物,消化系統(tǒng)有特化的吸胃,蜘蛛將消化液注入昆蟲體內(nèi)待組織溶解后再吸食。
2 蜘蛛的網(wǎng)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(huán)境與生活習(xí)性不同,所結(jié)網(wǎng)的大小、形狀和網(wǎng)眼疏密也各不相同:圓蛛的網(wǎng)很大,形同車輪;樹林間棚蛛的網(wǎng)如棚狀;球腹珠的網(wǎng)似燈籠;水蜘蛛的網(wǎng)如鬧鐘;草蜘蛛的網(wǎng)則像一張吊床。有的蜘蛛結(jié)的網(wǎng)如套索,在空中嗖嗖抖動,有的蜘蛛則能在草桿上織出密網(wǎng),在微風(fēng)中展開,形如風(fēng)帆。更神奇的是南美有一種蜘蛛,它的網(wǎng)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(wǎng),一見到合適的過客,隨時將網(wǎng)蒙過去罩住獵物。各種蛛網(wǎng)的黏滯性都相當(dāng)強(qiáng),小昆蟲一旦觸及,確實是有翅難逃的。蛛網(wǎng)為何黏不住蜘蛛自己呢?那是因為蛛網(wǎng)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(dāng)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(xì)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(xì)的蛛絲直徑只有百萬分之一英寸,100根蛛絲只有頭發(fā)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(zhì)液體微滴,每一滴中有一絲團(tuán),當(dāng)昆蟲被捕掙扎時碰撞這些液體微滴,絲團(tuán)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(jìn)化過程中的成功,一個重要的方面是得益于它們能產(chǎn)生迅速麻痹或殺死其獵物的復(fù)雜毒液。除少數(shù)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(jīng)濟(jì)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(nèi),大蜘蛛螯爪的強(qiáng)度足以刺破人的手指,與其他產(chǎn)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(dāng)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(nèi),先將食物溶解為液態(tài),然后在其特化的吸胃協(xié)助下將新鮮的內(nèi)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(xiàn)象,但除少數(shù)如澳大利亞漏斗網(wǎng)蛛等毒性極強(qiáng)的蜘蛛會危及人體生命,需要抗血清的特殊治療外,大多數(shù)蜘蛛叮咬僅僅引起極小的反應(yīng),產(chǎn)生輕微的傷害。蜘蛛的捕食對象絕大多數(shù)為節(jié)肢動物。
科學(xué)研究表明,蜘蛛毒是一種相當(dāng)復(fù)雜的化學(xué)混合物,其組成成分包括無機(jī)鹽、低分子有機(jī)化合物(<1 kDa)、帶有3-5對二硫鍵的小肽類(3~10 kDa)和一些數(shù)目不多的大分子蛋白質(zhì)。蜘蛛毒液中肽類的多樣性估計有150多萬種,遠(yuǎn)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(shù)種類的蜘蛛毒多肽成分被弄明白外,大多數(shù)蜘蛛毒液中多樣性肽類的遺傳機(jī)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(shù)能吐絲結(jié)網(wǎng),由于在進(jìn)化上適應(yīng)不同的環(huán)境,因而不同地域生長的蜘蛛形態(tài)結(jié)構(gòu)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(jié)網(wǎng),經(jīng)常用網(wǎng)捕捉小鳥。哥倫比亞則有種奇特的“投擲蜘蛛”,它不是拉網(wǎng)捕食,而是將自己的絲滾成圓球,當(dāng)有飛蛾時,便準(zhǔn)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(wǎng)蛛,它身上的毒液毒性極強(qiáng),當(dāng)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(jīng)中樞很快中毒發(fā)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(jìn)氣泡里呼吸,在水底植物叢中把網(wǎng)織好后,便到水面捕食,回家時把腿上和腹部細(xì)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(rèn)識蜘蛛各方面的特點,是為了更好的利用蜘蛛,充分發(fā)揮它們在仿生學(xué)、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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