蜘蛛的智慧

門秋雷

被誤解的小動物

因為它們奇怪的外形和可怕的毒牙，也因為它們具有潛在的攻擊性，還因為它們不請自來地待在我們的屋子里，潛伏在我們花園的角落里……當我們與它們相遇時，我們的第一反應就是殺死它們。它們就是我們所熟知的蜘蛛。

長期以來，我們一直認為，蜘蛛就像大多數無脊椎動物一樣是一類像機器一樣缺少內心世界的小動物。但科學家發現，一些蛛形綱動物擁有能與哺乳動物和鳥類相媲美的認知能力，包括預見和計劃的能力、復雜的學習能力;對于超出預計的突發事件，它們甚至也會表現出吃驚。

更奇怪的是，蛛絲能夠幫助蜘蛛感知和記憶外部世界。事實上，很容易被我們雞毛撣子掃到的蛛絲對于蜘蛛的認知能力是如此的重要，以至于一些科學家認為，蛛絲應該被看作蜘蛛思維的一部分。既然我們已經開始認識到蜘蛛是具有智慧的生物，我們就應該改變以往對蜘蛛的看法。蜘蛛是有史以來最普遍、最重要和最被人誤解的動物類群之一。更重要的一點是，這些不可思議的小生物讓我們人類開始重新審視自身的思維和智力。

全世界已知的蜘蛛種類有4.8萬多種。圖為已經進化出良好視力的跳蛛

蜘蛛有很久遠的進化史。最早的產絲蛛形綱動物的化石可以追溯到大約4億年前的泥盆紀，也就是在昆蟲最早的化石證據出現后不久。昆蟲是地球上最成功的生物類群，而蜘蛛幾乎和昆蟲一樣成功。

今天，全世界已知的蜘蛛種類有4.8萬多種。蜘蛛數量繁多，平均每平方米土地上就生活著大約130只蜘蛛。這可能會讓恐蛛癥患者聽起來很不舒服，但如果沒有這些小家伙兒，我們的農業生產幾乎無法進行下去，因為很多昆蟲會把所有糧食作物吃得干干凈凈。

卓越的蛛絲

蜘蛛最典型的特征是有8條腿和復雜的吐絲器。蛛絲是一種由氨基酸鏈構成的蛋白質，主要由甘氨酸和丙氨酸構成。蜘蛛用它們的后足從吐絲器中扯出蛛絲，并通過梳理來增強蛛絲的韌性。有些蜘蛛種類能夠根據自己的特殊需要而分泌不同化學成分的蛛絲。可別小看細細的蛛絲，它們可是令人類工程師羨慕不已的好東西。如今蛛絲的用途已經十分廣泛，包括制作帆板、攀巖和登山所用的繩索，既輕便又結實。

許多蜘蛛還會利用蛛絲來進行飛行，即所謂的“飛航”

許多蜘蛛還會利用蛛絲來進行飛行，即所謂的“飛航”。在飛行中，蛛絲會被空氣中的靜電力抬起，這時只需要一陣微風就能把蜘蛛帶到很遠的地方。蜘蛛利用長在足上的感覺毛來探測空氣中靜電力的強度變化，從而決定什么時候最適合“揚帆起航”。

雖然蛛絲的諸多用途能夠幫助我們理解蜘蛛在進化上為何如此成功，但是我們也不能忽略另外一個重要因素——蜘蛛的智力。從蜘蛛日常的織網活動中，我們就可以看出蜘蛛是非常聰明的。大約三分之一的蜘蛛物種會織圓形的網，就是那些掛在我們房子和花園里的有著漂亮幾何形狀的“昆蟲死亡陷阱”。這些網有著許多秘密，因為每一個網都記錄著建造者在其建造過程中所做的所有決定。

織網高手

織網的首要問題是選擇一個合適的地點。為了適應自己的體形和獵物，每一種蜘蛛對于蛛網都有自己偏愛的大小和形狀。但它們也會不斷地調整蛛網的結構，以適應空間的局限性和周圍的障礙物。這表明：蜘蛛在開始動工以前就已經有了某種規劃，在其大腦中已經畫出了“新家的圖紙”。要知道，大多數種類的蜘蛛幾乎是完全失明的，那么，它們是怎么做到的呢？

織網高手——圓網蛛。圓網蛛會根據自身腺體中剩余的蛛絲儲備來改變蛛網的大小和結構，以確保自己不會中途耗盡蛛絲

蜘蛛還能夠根據獵物的大小來改變網的方位，甚至可以從獵物“僥幸逃脫”事件中汲取教訓

科學家發現，蜘蛛在建網前會用蛛絲作為鉛垂線來尋找合適的建網點。在此過程中，蜘蛛先在兩個物體間架設一條橫向的絲線，然后爬到絲線上，在沿途不同的點位順著下垂的絲線爬上爬下。通過這種方式，它們可以計算出自己用了多少絲，花了多少時間，從而計算出這個空間的大小。

許多哺乳動物和鳥類都對空間具有心理表征的能力，但在無脊椎動物中，還幾乎沒有發現過這種能力。到目前為止，最好的證據是在蜜蜂中發現的。人們認為，蜜蜂利用意境地圖來幫助導航（但即使是這個例子，也存在爭議）。科學實驗初步表明，圓網蛛的認知地圖并不很詳細，或者說它們并不太關注細節。例如，認知地圖里似乎包含了大的障礙物，但不包含小的障礙物。然而，即使是對其所處環境進行粗略感知的能力，也有助于解釋它們那些需要一定程度的預見和規劃才能做出的行為。例如，圓網蛛會根據自身腺體中剩余的蛛絲儲備來改變蛛網的大小和結構，以確保自己不會中途耗盡蛛絲。圓網蛛對天氣也很敏感。在低溫下，它們會簡化織網的程序，比如在螺旋之間留下更大的空隙，以此來避免自己在寒冷中暴露太長時間。

認知的復雜性在蜘蛛織成網后維持和使用網的過程中也有顯著的表現。蜘蛛會根據之前捕捉獵物的情況，在最可能捕捉到獵物的區域調整絲線的張力。因為網絲的張力增強，就能夠更好地傳遞昆蟲掙扎造成的震動，從而使蜘蛛更快地做出反應。蜘蛛還能夠根據獵物的大小來改變網的方位，甚至可以從獵物“僥幸逃脫”事件中吸取教訓。如果獵物觸網后逃走了，蜘蛛就會分泌更黏的絲，以確保以后不會再發生類似的情況。你可以把蜘蛛網想象成蜘蛛的樂器。蜘蛛會根據自己的經驗給樂器細心地“調音”。毫無疑問，蜘蛛比我們曾經認為的還要聰明得多。

孔蛛像小貓一樣捕獵，這種捕獵行為也會涉及行動計劃和路線規劃

蜘蛛的意識與捕獵技巧

蜘蛛是一個種類非常豐富的生物類群，不同蜘蛛物種的生活方式截然不同，但聰明是它們的共同點。以孔蛛屬（Portia）的蜘蛛為例，它們最喜歡的獵物是比它們體形大兩倍以上的其他蜘蛛。孔蛛通常在獵物的周圍潛行，伺機捕捉獵物，就像小貓捕獵一樣，它們甚至為此進化出了驚人的視力。正如之前研究所揭示的那樣，這種捕獵行為通常還會涉及行動計劃和路線規劃。

研究人員做了一個實驗：他們準備了一個水槽，并在水槽中安置了兩個小塔，把一只孔蛛放到其中一個小塔上。孔蛛和貓一樣，不喜歡被弄濕，因此它們需要通過架在水面上的浮橋到達另一個塔。從自己被放置的位置，孔蛛可以看到兩條浮橋，其中只有一條浮橋通向對面塔上的獵物。一旦孔蛛爬下塔，獵物就會脫離它的視線，但孔蛛總能選擇正確的路線。這表明：孔蛛的記憶中有一張地圖。在另一項實驗中，研究人員為孔蛛提供了兩條路線，兩條路線都指向獵物，但其中一條較短。大多數時候，孔蛛都能選擇最短的路線。實驗表明，孔蛛掌握了規劃路線的能力。在野外，孔蛛就是利用這種規劃能力從獵物后面伏擊那些有一定危險性的獵物。

孔蛛最喜歡的獵物是比它們體形大的獵物

沙漠隆頭蛛將弓背蟻釘在溫度高達50℃以上的灼熱沙丘表面，直至其死亡

研究還發現，當出現了意外的情況，孔蛛也會表現得很吃驚——在實驗中，研究人員趁孔蛛看不到獵物的空檔，偷偷換了獵物的種類。當孔蛛見到被換過的新獵物時，便會愣在那里，猶豫不前。如果趁孔蛛看不到獵物時，增加或減少了獵物數量，孔蛛也會愣在那里，而且會在原地待更長時間。這一實驗表明，孔蛛對數量也是有一定概念的。

盡管孔蛛屬蜘蛛有著像貓一樣的跟蹤方式和捕獵技巧，但蛛絲對它們的生存仍然是至關重要的。蛛絲是孔蛛捕獵的“利器”：有時孔蛛會利用蛛網所形成的有利地形，從網上向下俯沖到獵物身上;有時孔蛛會把捕捉到的昆蟲放在網上作為誘餌，來捕捉味道更鮮美的蜘蛛;有時孔蛛還會入侵到其他蜘蛛的網上，撥動蛛絲，讓生活在此的蜘蛛以為有昆蟲觸網。當藏身于此的蜘蛛被吸引出來時，入侵者迅速將其殺死。而且，孔蛛似乎能夠通過反復試驗來學習如何正確地撥動蛛絲。

還有一種生活在南部非洲沙漠中的沙漠隆頭蛛，其捕獵技巧之高明也令人咂舌。沙漠隆頭蛛會先在沙丘表面織就一塊薄薄的蛛網，再讓蛛網上粘滿沙子，然后這些狡猾的蜘蛛就會鉆到自己制成的沙毯下，靜候獵物的到來。當不知情的弓背蟻路過時，蜘蛛便會沖上去，從沙毯下面伸出強健的腿，將弓背蟻釘在溫度高達50 ℃以上的灼熱沙丘表面，直至其死亡。

獨居還是群居？

我們傾向于認為蜘蛛是獨居動物，但大約有20種蜘蛛是屬于群居的。這些蜘蛛分布于數千個群落中，共同承擔覓食、織網、照顧和保護后代的任務。這種生活方式主要發生在熱帶地區的蜘蛛中，可能是為了應對暴雨對蛛網的破壞而進化出來的。群居還可以有效地防御螞蟻的襲擊，也能更好地捕捉環境中的大型獵物。比如一種生活于非洲西南部的蜘蛛——灌叢隆頭蛛，其一個種群的個體數可以超過2000個。觀察發現，它們的群落中有兩種絲網：一種是大而平坦的捕捉網，用來捕捉獵物;另一種是小而圓的寓所網，蜘蛛待在這種網上休息。當蜘蛛覺察到昆蟲落入陷阱而引起蛛絲震動時，一些蜘蛛會從休息的寓所網中沖出來，給捕捉網上的獵物注射毒液。等到毒性發作，獵物不動了，更多的蜘蛛才爬進來，開始啃食獵物，并把獵物拖回寓所網。

蜘蛛大多數是獨居的，但也有群居的

灌叢隆頭蛛群落中有兩種絲網：一種是大而平坦的捕捉網，另一種是小而圓的寓所網

通過這些研究結果，再結合蜘蛛社會性生活的新證據，科學家發現：許多蜘蛛物種具有高級認知能力。然而，蜘蛛的大腦其實都很小。例如，大多數圓網蛛的重量在50～80毫克，有些還不到1毫克，而它們的大腦只是這個重量的其中一小部分。

拓展認知能力

蜘蛛的古老起源，也向我們提出了一些關于大腦進化的深奧哲學問題。過去，我們總是傾向于在我們的近親身上尋找動物具有智慧的證據。現在，把這個思路擴展應用到像蜘蛛這樣的動物身上，讓我們對動物的智慧有了新的認知。科學家認為，我們應該更加小心謹慎地對待科學研究，不要受限于被研究問題或被研究的物種。有關蜘蛛智慧的研究發現，讓我們不得不重新思考對動物“思維”的定義。

以拓展認知的概念為例。拓展認知這一概念近年來一直令心理學家興奮不已。哲學家們創造了“拓展認知”這個術語來描述人類的工具是如何融入人類的思維。例如，我們把筆記本電腦和智能手機作為可以隨意訪問、調取的外部存儲源。根據這種觀點，我們的心智超越了我們的大腦本身，延伸到了所有有助于我們感知、記憶和推理的外部物體上。基于此，科學家提出了一個強有力的論點：蜘蛛對蛛絲的使用，可以被視為一個存在于自然界的延伸認知能力的例子，因為蜘蛛的部分記憶和決策被外包到了身體之外。正如工具的使用幫助了人類的成功，蜘蛛可能也已經進化出了延伸的認知能力，以幫助它們在不同的環境中生存和繁衍。蜘蛛有額外的選擇壓力來幫助它們進化出延伸認知能力，因為它們有相對較小的大腦和作為全能型捕獵高手所應該具備的更高的認知需求。

大多數研究人員將意識視為一個范圍，其中涵蓋從對周圍環境的基本心理表征、轉移注意力的能力、想象力、高級自我意識和元認知（指人對自己的認知過程的認知），以及對自己的判斷進行反思的能力等等。科學家之前傾向于認為，大多數無脊椎動物甚至連基本的意識經驗都沒有，它們對情況的反應都是出于本能的。但是蜘蛛對空間的心理表征以及它們所具有的預見和計劃的能力，都表明它們具有更復雜的內在經驗。孔蛛能夠在實際行動前，思考自己在做什么，這意味著蜘蛛可以幫助我們了解，哪些神經結構是意識體驗所必需的，以及這些神經結構是如何進化的。

蜘蛛對蛛絲的使用，可以被視為一個存在于自然界的延伸認知能力的例子

蜘蛛也有智慧，讓我們向蜘蛛投去欣賞的目光

在脊椎動物中，中腦負責收集感官信息和身體信號，然后將這些信息整合起來，在大腦中模擬世界和確認自己在世界中所處的位置。反過來，根據需要引導注意力和運動，創造一種“經驗意識”，并在此基礎上建立其他類型的意識，如自我反思。這一過程基本上支撐著脊椎動物的所有活動。

無脊椎動物的腦結構與脊椎動物的不同，但前者也存在一個被稱為“中樞復合體”的結構來負責處理外部信號，并作出適當的反應。在蜘蛛腦內有一個被稱為“弓形體”的部位，可能也有中樞復合體的功能。要想弄清蜘蛛腦結構的細節，科學家還需深入探索。

然而，如果有進一步的證據能夠支撐上述觀點，即蜘蛛腦中的區域能夠創建對世界的內在表征，就能夠幫助我們確定動物進化出意識的時間段，可能是5億多年前寒武紀生命大爆發時。那時候，就已經出現了今天我們能夠見到的幾乎所有的動物類群。與此同時，既然我們已經知道了蜘蛛也有智慧，下次遇到藏在走廊的八腿小怪物——蜘蛛時，希望我們能夠消除敵意，對它們投去欣賞的目光。也許未來某一天，我們可以在這些蛛網上找到關于思維起源的線索。