“旅行蜘蛛”的秘密：會“飛”的蜘蛛

圖片來源@視覺中國

文 | 學術頭條

2018年初，一款名為《旅行青蛙》的小遊戲異軍突起，在不到一週的時間裡迅速火遍全網，網友們紛紛加入了養蛙家庭，開啟了養“娃”模式！這隻可愛的小青蛙會帶上“爸媽”準備好的揹包，去到某個地方旅行，最後帶回精美的照片。

“我的蛙蛙怎麼還沒回來？”、“別說了，我家兒子都看了一下午書了，老媽不需要你上清華北大，快出去浪啊！”、“呀，我的蛙蛙帶回來的明星片超好看！”。一時間，諸如此類的評論留言充斥著整個朋友圈。

近日，英國諾丁漢大學的進化生物學家和遺傳學家 Sara L Goodacre 博士在《英國皇家生物學會》（Royal Society of Biology）上發表題為 Gone with the wind 的研究報道，

揭示了“旅行蜘蛛”的秘密。

圖源：pixabay

Sara L Goodacre 博士是諾丁漢蜘蛛實驗室的負責人，該實驗室利用蜘蛛作為模型系統進行一系列的進化、種群和保護遺傳研究。她透過研究蜘蛛絲的基因來了解它們是如何進化的，並使蜘蛛能夠在全球範圍內佔據如此多樣化的位置。

研究人員發現，蜘蛛可以透過將蛛絲結成特定的形狀，進而利用風力等外力進行被動“旅行”，從而將自己飛向新領地。

蜘蛛的旅行

蜘蛛，是日常生活中十分常見的一類動物，隸屬於節肢動物門的蛛形綱。雖然在我們的印象中，蜘蛛都長一個樣，但實際上，從生物學的角度來看，蜘蛛的種類極為多。據文獻統計，全世界共有蜘蛛 110 科 3859 屬 42751 種（亞種），其中我國就有 67 科，3800 餘種。

與此同時，在這龐大的種類數目之下，蜘蛛的形態和習性極為多樣，有結網捕食的，如圓蛛，也有狩獵捕食的，如捕鳥蛛。蜘蛛的分佈是如此之廣，以至於有些種類甚至就生活在人類的屋簷之下，與我們朝夕共處。

著名昆蟲學家法布林就在他的著作《昆蟲記》中對蜘蛛展開了詳細的描述（需要說明的是，蜘蛛並不是昆蟲）：正像我眼前所呈現的一樣，無論從舉止還是從顏色上講，條紋蜘蛛是我所知道的蜘蛛中最完美的一種。在它那胖胖的像榛子仁一般大小的身體上，有著黃、黑、銀三色相間的條紋，所以它的名字叫“條紋蜘蛛”。

蟹蛛

除此之外，《夏洛特的網》、《蜘蛛俠》等文學和影視作品中也有許多“蜘蛛元素”在其中。由此看來，不得不說蜘蛛似乎與人類有著特殊的聯絡和緣分。

迴歸正題，

為什麼會有“旅行蜘蛛”呢？

實際上，在自然界，動物旅行是一件十分尋常的事，當然，大多數時候，這種“旅行”稱之為遷徙更為恰當。例如，我們常常可以在《動物世界》中看到——角馬穿越非洲草原的大遷徙、大馬哈魚洄游到出生地產卵以及帝王蝴蝶飛行 3000 千米到目的地繁殖等待。

遷徙行為，使得這些動物可以適應不斷變化的氣候、獲得更充足的生存資源或者有利於種群內的基因交流。總而言之，

一切都是為了自身種群的延續，

並且從另一種角度來看，遷徙行為也促進了物種的進化。

相對而言，飛行具有最強的遷移能力，因為它不容易受到地形等諸多因素的影響。飛行可以是主動的，也可以是被動的，也可以是兩者的混合。這決定於生物的一個或多個生命階段固有的生理結構。比如，鳥類透過扇動翅膀主動飛行，而蒲公英的種子則是利用風的力量被動滑翔。

蜘蛛如何飛起來？

按照常規思維，蜘蛛似乎不太可能與飛行產生聯絡——它們雖然有 8 條腿，但都是纖細柔弱的，並不能支撐飛行運動。

令人驚訝的是，蜘蛛其實是透過將蛛絲結成特定的形狀，進而利用風力等外力進行被動飛行。

小蜘蛛（或剛成年的小蜘蛛）透過創造一個臨時的、絲狀的“風帆”來“飛行”，這被稱之為“氣球”。它們會爬到高處，以一種“踮起腳尖”的姿勢，腹部朝上，在這樣做的同時釋放出一長串蛛絲。

這條絲線一旦被風抓住，就會產生足夠的升力把蜘蛛帶到空中。當然，蜘蛛會主動決定什麼時候、什麼情況下使用氣球，因為一旦升空，它們就無法控制自己的飛行方向，更無法控制何時何地著陸。

一隻金錢蜘蛛“踮起腳尖”站在雛菊上，準備乘“氣球”飛向新的牧場

但不管怎麼說，

氣球是蜘蛛到達新區域的一種策略

，而且在很多情況下，這種策略使得它們可以第一個到達新的棲息地。例如，在進化的時間框架中，這種行為使蜘蛛成為第一批從海底升起的、新生海洋島嶼的先鋒物種。

與此同時，蜘蛛的飛行行為也在一定程度上解釋了蜘蛛為何能在如此廣泛的地區保持多樣性和獨特性，甚至於適應於人類現代都市高度多變的生活環境。

旅行的高風險、高回報

事實上，乘著氣球飛行是一種十分危險的策略，因為蜘蛛是無法控制飛行方向以及飛行時間的，這意味著如果在飛行途中遇到捕食者，比如鳥類，那麼這些倒黴的蜘蛛幾乎是不能倖免的。此外，如果不能降落到適宜的棲息地環境，蜘蛛死亡的機率也會大大增加。

那麼，

為什麼蜘蛛還會採取這種危險的策略呢？

在自然界中，有句至理名言——存在即合理。高風險的行為一旦成功往往也意味著高回報，對於那些被限制在一個狹窄的生態位上物種來說，拿命賭一把，實際上也不是一件完全不能接受的事情。（PS：至少死得尊嚴一些……）

一個很好的例子就是英國的穴居Meta menardi蜘蛛，成年的蜘蛛對光線十分敏感，只能留在洞穴深處，但它們會把淚珠狀的卵囊掛在靠近洞口的地方，幼蛛從那裡爬到外面，在它們還很小的時候就飛走了。

蜘蛛的繁殖能力極強，這也意味著附近合適的空棲息地並不會太多，那麼，如果一些小蜘蛛可以透過飛行進行長距離遷徙，就可以

減少來自近親、其他同屬蜘蛛甚至其他物種的競爭，同時還能有效預防密集型傳染病。

蜘蛛透過先將一條腿舉在空中來評估風速

另一個不那麼明顯的優勢是，分散使個體能夠找到與它們不是近親的配偶，從而增加種群內的基因交流。遺傳學家在很早之前就證明，近親交配產生的後代發生缺陷的機率會更大。這是因為，近親交配產生的子代更可能遺傳到同樣的缺陷基因——因為父母雙方的 DNA 有很大一部分是相同的。

事實上，自然界的物種都在可以避免這種現象，氣球蜘蛛很好地解決了近親繁殖的問題，因為它們可以透過蛛絲結成的特殊“風帆”去到很遠的地方，因此，對於具有遷徙行為的蜘蛛而言，兩個近親在成年後相遇的機率很小。

當然，凡事都有例外，有些社會性蜘蛛，並沒有表現出遷徙行為——它們對近親繁殖的容忍度至今仍是一個謎，儘管這個謎可能可以透過基因組學去解開。

不僅有飛行員，還有航海家

如上所述，飛行策略具有極大的風險，因為蜘蛛是無法控制著陸地點的，更重要的是，地球大部分表面都被水覆蓋，對於“熱氣球駕駛員”來說，

最大的危險之一就是降落在水上區域的機率很高

，因為它們無法從這樣的環境中逃生。

然而，蜘蛛的真正能力在某種程度上也被忽略了，一項針對林蛛和四角蜘蛛的研究表明，

一些個體實際上能夠利用它們的腿和蛛絲在淡水或海水錶面航行

。

這項研究中真正重要的發現是，雖然有些蜘蛛飛行員可能會不幸“墜機”，但它們還有另一個身份——

航海家！

只有同時擁有雙重身份，這些蜘蛛才能在遷徙途中的多變環境中存活下來。

蜘蛛已經在地球上生活了好幾億年，在遭遇多次物種大滅絕之後，蜘蛛仍舊存活下來，可想而知，蜘蛛的生存能力是有多麼強悍。上述的這些研究給我們展示了蜘蛛是如何利用蛛絲及其身體構造實現飛行，並在某些特殊情況下，還能充當“航海家”。

食物、資源、棲息地以及避免種內鬥爭和近親繁殖是驅使蜘蛛實施遷徙行為的主要動力因素，而與此同時，

遷徙行為也讓蜘蛛可以更快地抵達新的棲息地環境，從而使得蜘蛛家族不斷壯大，屹立不倒！

看完這些，對於不起眼的小蜘蛛，你是不是又增加了一絲敬畏呢？

參考文獻：

［1］ https：//thebiologist。rsb。org。uk/biologist-features/158-biologist/features/2390-gone-with-the-wind

［2］ Hormiga， G。 Orsonwelles， a new genus of giant linyphiid spiders （Araneae） from the Hawaiian Islands Invertebr。 Syst。 16 （3）， 369–448 （2002）。

［3］ Mammola， S。 & Isaia， M。 Niche differentiation in Meta bourneti and M。 menardi （Araneae， Tetragnathidae） with notes on the life history。 Int。 J。 Speleology 43 （3）， 343–353 （2014）。

［4］ Goodacre， S。 et al。 Microbial modification of host long-distance dispersal capacity。 BMC Bio。 7， 32 （2009）。

［5］ Hayashi， M。 et al。 Sail or sink： novel behavioural adaptations on water in aerially dispersing species。 BMC Evo。 Bio。 15， 118 （2015）。