無(wú)數(shù)從天而降的蜘蛛網(wǎng)，覆蓋了美國(guó)加州

天網(wǎng)恢恢。

10 月 5 日，原本是一個(gè)平平無(wú)奇的周四，美國(guó)加利福尼亞州卻出現(xiàn)了詭異的一幕。陽(yáng)光明媚的晴空中突然飄起神秘的白色絮狀物體，它們紛紛下落，黏在電線(xiàn)桿、車(chē)輛和地面上，甚至還會(huì)落到行人身上。當(dāng)人們仔細(xì)端詳時(shí)才發(fā)現(xiàn)，那大團(tuán)大團(tuán)的東西竟然是蜘蛛網(wǎng)！不少加州居民在社交媒體上記錄下了這場(chǎng)大規(guī)?！爸┲胗辍?，也算是為即將到來(lái)的萬(wàn)圣節(jié)預(yù)熱。

圖片來(lái)源：pixabay

其實(shí)，這種蜘蛛網(wǎng)大規(guī)模從天而降的現(xiàn)象并不罕見(jiàn)，澳大利亞的一些居民或許對(duì)此更加熟悉。2015 年 5 月，澳大利亞南部高地也曾出現(xiàn)過(guò)如雪般的蜘蛛網(wǎng)從天而降的情景；2012 年 3 月，被洪水襲擊的澳大利亞南部小鎮(zhèn)更是被蜘蛛網(wǎng)全面覆蓋，呈現(xiàn)一片銀裝素裹的景象。除此之外，巴西和巴基斯坦也有過(guò)類(lèi)似報(bào)道。一些人還會(huì)把這種從天上飄落的銀絲親切地稱(chēng)為“天使頭發(fā)”（angel hair）。

其實(shí)，“天使頭發(fā)”不過(guò)是蜘蛛用來(lái)遷徙的工具。

一個(gè)澳大利亞公園中被蜘蛛網(wǎng)覆蓋的地面。圖片來(lái)源：Byrce and Leslie Anne Schmidt via BuzzFeed

飛翔的蜘蛛

為了避免與同類(lèi)爭(zhēng)奪食物、配偶、棲息地等資源，蜘蛛常常需要遷徙。雖然沒(méi)有翅膀，它們卻能巧妙地利用蛛絲長(zhǎng)途遠(yuǎn)行。1832 年 11 月，小獵犬號(hào)已行駛至距離海岸約 100 千米，正在甲板上吹風(fēng)的達(dá)爾文忽然發(fā)現(xiàn)了許多“氣球駕駛員”。它們是一群暗紅色的小蜘蛛，正乘坐著細(xì)細(xì)的蛛絲做成的“氣球”飛行。

這些小家伙有著高超的“駕駛技巧”，它們順著蛛絲在空中上上下下，甚至能借助蛛絲“氣球”在水面上滑翔。其中一些會(huì)爬到高凸的區(qū)域，然后抬起腹部，發(fā)射蛛絲，“咻”地一下就飛走了。還有一些蜘蛛會(huì)站在柱子頂端，分泌出四五根呈扇形分布的蛛絲，然后隨風(fēng)而去。

達(dá)爾文認(rèn)為，飛行技能是這些小蜘蛛與生俱來(lái)的本能，就像水蛛（Argyroneta aquatica）擅長(zhǎng)潛水那樣。后來(lái)，科學(xué)家將蜘蛛這種像氣球一樣的行為命名為“飛航”（ballooning）。小蜘蛛不僅飛行速度很快，6 小時(shí)內(nèi)能航行 30 千米，而且還能飛很遠(yuǎn)，能通過(guò)連續(xù)飛航到達(dá) 3200 千米（相當(dāng)于昆明到沈陽(yáng)）以外的地方。飛行高度也相當(dāng)驚人，有人甚至在大氣平流層發(fā)現(xiàn)過(guò)飛航的蜘蛛。

在巴西拍攝到的大規(guī)模飛航的蜘蛛。圖片來(lái)源：Guardian News via YouTube

許多蜘蛛都具有飛航能力。目前，研究人員已經(jīng)記錄到至少 27 個(gè)科的飛航蜘蛛，它們分布在世界各地，也包括中國(guó)。不同蜘蛛的飛航習(xí)性差異很大，一些全年飛航，另一些則選擇在春末或秋季遷徙。

這樣看來(lái)，飛航蜘蛛并不是什么罕見(jiàn)的事，為何我們很少見(jiàn)到集體在空中飛翔的蜘蛛呢？這是因?yàn)?，通常而言，蜘蛛飛航是個(gè)體行為。但在某些特殊情況下，例如因洪水導(dǎo)致蜘蛛的棲息地被大范圍破壞，需要集體撤離，或是原本準(zhǔn)備飛航的蜘蛛一直沒(méi)能遇上合適的天氣，直到天氣變得適宜才集中飛航。

“蜘蛛俠”的秘密

正如達(dá)爾文所觀測(cè)到的，蜘蛛通常會(huì)使用兩種方式飛航。

第一種方式名為“踮腳式”（tip-toe）。蜘蛛首先會(huì)走到一個(gè)高聳的表面，然后抬起一條或兩條前腿，并保持這種姿勢(shì) 5～8 秒，重復(fù)幾次。這是它們?cè)诶猛壬系拿珌?lái)感受周?chē)h(huán)境是否適宜飛行。評(píng)估完成后，如果決定飛航，它們便會(huì)順著風(fēng)的方向旋轉(zhuǎn)身體，然后抬起腹部（也稱(chēng)為“踮起腳尖”），開(kāi)始吐絲，并以此制作飛行道具。

首先，蜘蛛會(huì)用后腿將吐絲器吐出的絲粘到所在的平面上，這是它為自己系上的“安全線(xiàn)”（safety line）。然后，起飛流程正式開(kāi)始。它用腹部其他的腺體吐出多根 2～4 米長(zhǎng)的蛛絲，這些蛛絲在空中展開(kāi)，形成薄薄的三角形，在風(fēng)中狂舞。同時(shí)，它還會(huì)用后腿將安全線(xiàn)控制在合理的位置，避免其阻擋絲線(xiàn)氣球在空中展開(kāi)。

一段時(shí)間后，小蜘蛛松開(kāi)原本牢牢抓住的表面，同時(shí)將所有腿向外伸展，然后斜斜地向遠(yuǎn)處飛去。在飛航過(guò)程中，蜘蛛也不忘“抓緊”安全線(xiàn)。直到飛至 3～5 米遠(yuǎn)，安全線(xiàn)才會(huì)斷掉。如果在起飛前，天氣條件突然變得不適合飛航，它還會(huì)立即切斷蛛絲，重新等待合適的時(shí)機(jī)。

使用“踮腳式”飛航的蜘蛛。圖片來(lái)源：原論文

另一種蜘蛛飛航的方式是“漂筏式”（dragline），顧名思義，就像是蜘蛛在空中放下一個(gè)由蛛絲構(gòu)成的筏子。當(dāng)蜘蛛選擇從高高的柱子上飛航時(shí)，原本固定在柱子上的安全線(xiàn)就變成了“蹦極繩”。它們會(huì)順著繩子下降 0.4～1.1 米，然后一邊在空中搖擺，一邊編織“筏子”。

它們?cè)诳罩胁煌]舞前后腿，以此保持自己的腹部始終對(duì)準(zhǔn)風(fēng)上行的方向。蛛絲組成的筏子從它的腹部緩緩生成，在風(fēng)的作用下向上彎曲，蜘蛛也隨之向上飄動(dòng)。當(dāng)蛛絲筏有了足夠的升力，小蜘蛛便切斷安全絲，愉快地飛走了。

使用“漂筏式”飛航的蜘蛛。紅色表示用于固定的“安全絲”，藍(lán)色表示參與飛航的蛛絲筏。圖片來(lái)源：原論文

為什么僅僅靠幾根柔軟的蜘蛛絲，蜘蛛就能騰空而起呢？科學(xué)家對(duì)此有著不同觀點(diǎn)。

一些科學(xué)家認(rèn)為，這要從空氣動(dòng)力學(xué)角度解釋。例如，在陽(yáng)光明媚又有微風(fēng)的春秋季，太陽(yáng)加熱地面后產(chǎn)生的向上氣流為蜘蛛提供了飛行的動(dòng)力，因此，這也是它們最常飛航的日子。但在酷暑炎炎的夏季，雖然上升氣流較多，可由于缺少橫向的微風(fēng)，蜘蛛即便起飛也無(wú)法航行。更極端的，在凜冽的寒冬，狂風(fēng)又會(huì)干擾氣流上升，因此也不利于蜘蛛飛航。

然而，隨著研究的深入，一些科學(xué)家對(duì)這種理論提出了質(zhì)疑。為什么僅僅在低風(fēng)速的條件下，蜘蛛就能獲得如此高的初始加速度？而且，蜘蛛實(shí)際上并不能像電影中的蜘蛛俠那樣“滋”地一下就噴出蛛絲，需要外力才能將蛛絲從腺體中拉出來(lái)（例如用后腿將蛛絲拉出并粘到一個(gè)表面上），上升氣流怎么可能做到這一點(diǎn)呢？

因上升氣流而飛航的蜘蛛。圖片來(lái)源：原論文

科學(xué)家觀察到，蜘蛛在飛航時(shí)產(chǎn)生的蛛絲會(huì)分成扇形，而不會(huì)再纏成一團(tuán)。因此，他們猜測(cè)電荷在飛航中起到了重要作用。的確，蜘蛛和它們產(chǎn)生的蛛絲都帶有負(fù)電荷，而且蜘蛛還能通過(guò)爬上樹(shù)枝、樹(shù)葉和草等來(lái)增加身上的負(fù)電荷。蛛絲所帶的負(fù)電荷間有靜電排斥，這讓它們?cè)跉饬髦腥员３址珠_(kāi)狀態(tài)。

另一方面，地球大氣則帶有正電荷，與帶負(fù)電的大地之間形成了一個(gè)巨大的電場(chǎng)。即便是萬(wàn)里無(wú)云的晴天，這種大氣電勢(shì)梯度（APG）也能達(dá)到 100 伏特/米，如果是在有霧或暴風(fēng)雨的情況下，甚至可能會(huì)增加到每米數(shù)萬(wàn)伏特。因此，帶負(fù)電的蛛絲天然就會(huì)在這種環(huán)境下受到向上的電場(chǎng)力。而且，蜘蛛飛航時(shí)選擇的凸起表面也具備更強(qiáng)的局部電場(chǎng)。

科學(xué)家將蜘蛛放在了一個(gè)無(wú)風(fēng)的環(huán)境，他們發(fā)現(xiàn)，一旦開(kāi)啟環(huán)境中的電場(chǎng)，蜘蛛也會(huì)表現(xiàn)出“踮起腳尖”的行為。這說(shuō)明，它們是在感受空氣中的電荷。而且，其中許多蜘蛛也成功起飛，通過(guò)調(diào)整封閉環(huán)境中的電場(chǎng)強(qiáng)度，研究人員還能控制蜘蛛飛上飛下。

在變化的電場(chǎng)中飛上飛下的蜘蛛。圖片來(lái)源：原論文

除了棲息地的環(huán)境和氣流及電場(chǎng)條件外，溫度、濕度、光強(qiáng)、壓力等因素都可能影響蜘蛛是否決定飛航。如果你也在某一天遇到從天而降的蜘蛛網(wǎng)，不必驚慌，因?yàn)榇蠖鄶?shù)飛航的蜘蛛都沒(méi)有毒，它們只是正在搬家的小可愛(ài)罷了。

參考文獻(xiàn)

[1] https://www.sciencetimes.com/articles/46426/20231009/spiders-falling-skies-california-biologist-explains-bizarre-phenomenon.htm

[2]https://www.tiktok.com/@karensusy3/video/7286222218852355374

[3] https://www.snopes.com/fact-check/park-covered-spider-webs/

[4] https://www.buzzfeed.com/bradesposito/meowth-thats-right

[5]https://www.gutenberg.org/cache/epub/3704/pg3704-images.html

[6]https://www.biodiversity-science.net/article/2021/1005-0094/1005-0094-29-4-517.shtml

[7] https://www.youtube.com/watch?v=RKV34U2vEk8

[8]https://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.2004405

[9] https://www.livescience.com/7247-fly-spiders-check-weather.html

[10] https://www.newscientist.com/article/2173544-spiders-can-use-electricity-in-the-air-to-balloon-for-kilometres/

[11]https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(18)30693-6

策劃制作

來(lái)源丨環(huán)球科學(xué)

撰文丨黃雨佳

責(zé)編丨一諾