雄性蜘蛛學習行星怎樣繞恒星運行

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雄蜘蛛“求愛”的賽場

動物世界可能比我們想象的還要更危機四伏，如果你是一只蜘蛛，“找對象”這件事情不僅很難，還有可能招來生命危險。對于一些需要織網的蜘蛛來說，當雄性尋找配偶時，就需要走過一條漫長又危險的的路——雌性蜘蛛的網。它們通常需要在雌蛛的網中心處交配。

雌性和雄性蜘蛛往往在外貌上有相當大的差異，就黃蜂蜘蛛而言，雄性蜘蛛一般長約4.5mm，而雌性的平均長度為15mm，也就是說雌性在體形上就比雄性大3倍左右。

如果只是體形看起來具有威脅性也就算了，最危險的是，雄蜘蛛的求偶往往是“自殺式”的。多倫多大學的一項研究就發現，65%的雄蜘蛛會在交配時被雌蛛吃掉。像是我們熟知的“黑寡婦蜘蛛”、赤背蜘蛛都可能有一種自我犧牲式的求愛過程。

對于蜘蛛來說，這可能是一種“利益最大化”的方式。吃掉雄性的蜘蛛，不但可以延長交配時間，為雌蛛提供充足的養分，還可以讓雌蛛后代的數量成倍增長，對繁衍蜘蛛后代有重要的意義。不過，在蜘蛛求偶的過程中，這種危險也存在著。雄蜘蛛們通常需要在喪命風險與找對象的回報之間反復權衡，調用一些特殊的生存方案。

在這個過程中，雄蜘蛛一定要掌握好“非誠勿擾”的距離感。如果它過于熱情或魯莽，會被雌蜘蛛察覺到，甚至會被吃掉。如果過于膽怯，又會被其他“競爭對手”搶先一步。雖然雄蜘蛛的求偶路線在我們看來更像是一種大逃亡，但研究者卻試圖構建出這場“相親比賽”中的理論框架，采用一些更容易理解的模型來解釋動物在空間中的運動方式。

馬克斯普朗克動物行為研究所的團隊就提出：雄蜘蛛在蜘蛛網上運動的軌跡，似乎能用行星繞恒星旋轉的原理，或者電子繞原子核的原理來解釋。

雄蛛可能在求偶過程中面臨生命危險

這似乎和行星繞著恒星旋轉的原理相似，如果較小的行星或衛星離得太近，或走錯了路線，可能就會被恒星強大的吸引力所吸引，最后導致自身的毀滅，而這個道理放在蜘蛛上也是同理。而這一原理，剛好和研究人員在巴拿馬熱帶雨林中觀察到的蜘蛛行為吻合。但同時，雄蛛又需要打起精神來，在其他雄蜘蛛到達之前搶先求偶。

在這種情景下，研究者提出，這些相互競爭的雄蜘蛛就像是圍繞原子核旋轉的電子一樣，互相感知，又相互排斥。研究者提出的這一物理模型可以有效地解釋為什么雄性之間在網上的相互運動，以及大小不同的雄蜘蛛相互斗爭的行為。

雄蜘蛛：啥？找對象還要先學物理？

根據這樣的物理公式計算得出，體形較大的雄蜘蛛似乎能夠以更快的速度到達心儀的對象。事實證明果然如此，如果雄性蜘蛛想要找到對象也需要讓自己變得更加“強壯”。不過，研究者也補充道：也許蜘蛛和原子本身相去甚遠，而蜘蛛的“求愛走位”，可能也并不需要它們擁有復雜的認知機制和物理知識。但我們依舊可以以“原子粒子”來觀察和解釋蜘蛛解決復雜任務的能力，畢竟它們都有一個共同點：都是大自然的神奇造物。

（本文經授權轉載自“把科學帶回家”公眾號，有刪節）