蜘蛛絲的成因是什麼

　　蜘蛛網是由部分種類的蜘蛛吐絲所編成的網狀物，用以捕獲昆蟲、小型脊椎動物等作食物，或用以結巢居住，形成蜘蛛網的過程你想了解嗎?下面就讓小編來給你科普一下蜘蛛網怎麼形成的。

　　蜘蛛網的形成

　　蛛絲是蜘蛛賴以為生的“法寶”。蜘蛛藉助蛛絲捕捉獵物、儲存食物和繁殖後代。蛛絲由蜘蛛腹部的絲腺分泌並形成。絲腺分泌一種膠狀絲漿，而絲漿則在噴絲口與蛋白融合反應，形成蛛絲。

　　蛛絲是自然界最理想的纖維材料之一，強度竟然超過所有其他天然纖維，甚至連以堅韌著稱的鋼絲和凱夫拉縴維都望塵莫及，尤其以高強度、高韌性著稱。研究表明，蜘蛛可以針對不同用途發出不同生物指令，從而合成產生不同種類的蛛絲。

　　牽引絲是蜘蛛用於搭建蛛網的絲，在各種蛛絲中最為堅固。與一般蜘蛛不同，黑寡婦蜘蛛的牽引絲有著更加出眾的效能，無論強度還是伸展性都更勝一籌。這賦予了黑寡婦蛛絲承受更大拉力和形變的能力。據記載，黑寡婦蛛絲在拉斷前可以延伸27%%，強度則超過普通蛛絲的2倍。

　　據悉，目前市場上還沒有出現與蛛絲相關的產品。但科學家認為，新發現有助於新一代高強度合成纖維工業新材料的開發。在黑寡婦蛛絲啟發下開發形成的新一代高強度合成纖維將在醫藥、工程、體育、軍事等領域大顯身手。新一代合成纖維可以用於製造堅固而輕便的護甲，更加堅韌的手術線、人造腱、人造韌帶以及各種新型運動護具等。

　　哈婭說，藉助現已破譯的蛛絲遺傳密碼，科學家可以在諸如細菌、植物或動物等不同宿主身上合成產生構成蛛絲的關鍵蛋白。研究小組面臨的下一個難題是，如何把合成產生的關鍵蛋白製造成人造蛛絲。

　　蜘蛛網的圖案裝飾

　　蜘蛛網的裝飾材料和圖案型別，可謂五花八門。研究人員根據這些“裝飾物”的質地，將裝飾材料籠統劃分為：蛛蛛絲和非蛛絲兩種型別。

　　蜘蛛絲型別

　　顧名思義就是蜘蛛利用本身吐的絲，構建這些神祕圖案。比如，成熟的金蛛Argiope savignyi會在圓網中心區織出一張銀白色的圓盤狀裝飾物，而有些金蛛屬內的其它種，如黃斑金蛛Argiope aurantia結出的裝飾物是一個由Z形組成的垂直或交叉狀的絲帶狀裝飾物。嫵蛛科渦蛛屬的變異渦蛛Octonoba varians和園蛛科艾蛛屬的四突塵蛛Cyclosa sedeculata在中心區結出的裝飾物，竟都是同心環狀。而同屬於園蛛科棘腹蛛屬的兩種蜘蛛Micrathena sexspinosa和Gasteracantha cancriformis則會把蛛絲質的圓點狀裝飾物標註在網上，從遠處看，就像一條虛線。

　　非蛛絲型別

　　非蛛絲的裝飾材料也很豐富，通常都是就地取材，包括獵物殘渣、植物碎屑、卵袋和蜘蛛自己蛻下的皮，這些統稱為“碎屑裝飾物detritus”。其實，有些圓網蛛通常會將掉落在網上的植物碎屑或食物殘渣清理乾淨以免其破壞圓網的結構，但是艾蛛Cyclosa octotuberculata通常將掉落在圓網上的碎屑以及食物殘渣等收集起來，做成一條直線狀的裝飾物，而它自己趁機就隱藏在這些殘渣或碎屑中間。

　　蜘蛛們耗費能量、別出心裁地織出這些十字形、X形或螺旋形的神祕圖案，其用途何在，科學家們提出了關於裝飾物功能的各種假說，並通過觀察或實驗來論證各自的假說。總得來說可歸納為非視覺訊號和視覺訊號兩大類，並且大部分研究主要集中在以蜘蛛絲為材料的“裝飾物”上。

　　蜘蛛網的圖案用途

　　吸引眼球

　　構建如此醒目圖案，最容易讓人想到的是為了吸引其它生物的眼球，即視覺訊號作用。這裡主要有3種假說：一是吸引獵物，二是隱藏蜘蛛以躲避天敵的攻擊，三是視覺廣告作用。關於吸引獵物的假說，科學家們在很多蜘蛛種類中如艾蛛屬、渦蛛屬、金蛛屬得到證實，但也有一些相關研究結果不支援裝飾物的吸引獵物假說。此外，科學家通過長期觀察發現，在沒有裝飾物的蜘蛛網上，蜘蛛更容易受到其天敵一種泥蜂的攻擊，從另一個角度說明“裝飾物”起到一定的隱藏作用。第三種假說認為，絲帶可能對鳥類起到廣告作用，以告示它們不要誤闖破壞蜘蛛網。雖然很少有證據支援這個假說，但是Blackledge 和 Wenzel在野外研究發現，具有線狀裝飾物的金蛛蜘蛛網Argiope aurantia和沒有裝飾物圓網相比，前者受到鳥類等飛行動物的破壞率更低。

　　牢固蛛網

　　最早提出非視覺訊號假說的人們，認為裝飾物可能會起到促進或加固圓網的穩定性。但是這種想法很快就被否定了。人們仔細觀察，很容易就會發現這些絲狀裝飾物只是鬆散而非緊密牢固地以交叉或十字狀的方式出現在網上，因此不太可能用來調節整張網的拉力和張力。然而，後來也有一些實驗證據表明，嫵蛛的螺旋狀裝飾物的確能在一定程度上改變放射絲的張力，提高蜘蛛對獵物觸網震動的感知力。

　　遮擋陽光

　　另外一種非視覺訊號的假說是認為在圓網中心出現的密集圓盤狀裝飾物能夠有效地幫蜘蛛遮擋陽光，達到調節蜘蛛本身體溫的功能。但其它形狀的裝飾物如十字交叉狀、直線狀、簇狀看起來卻並不適用於這個假說。有人用有線狀裝飾物的金蛛作為實驗材料，比較了有裝飾物和無裝飾物的蜘蛛體溫，結果顯示兩者之間的體溫沒有顯著差別。

　　調節腺絲

　　一般來說，蜘蛛可以根據不同需要，通過腹部的腺體分泌產出不同特性的蜘蛛絲，除了捕獲獵物的高粘度蜘蛛絲spiral silk，還有專門用來包裹卵袋防水密封性高的蜘蛛絲egg-sac silk，以及用來搭建圓網框架的“腳手架”蜘蛛絲frame silk。而葡萄狀腺絲aciniform silk由葡萄狀腺aciniform gland分泌，具有高強度的韌性和張力，蜘蛛正是用這種葡萄狀腺絲來包裹獵物的。

　　近來，有科學家提出絲狀裝飾物能夠起到調節葡萄狀腺體aciniform silk gland活性的作用。有關研究發現，一些和葡萄狀腺體活性有關的因素，例如纏繞包裹獵物的頻率、蜘蛛蛻皮的發生，會影響到蜘蛛腺體的生理狀況併產生可預測的裝飾物模式。

　　在蜘蛛龐大的家族中，蜘蛛網絲狀裝飾物的出現頻率、形狀在同種不同個體之間時常不一致，這也是研究蜘蛛網裝飾物功能所面臨的主要問題。如果絲狀裝飾物確實具有很強的選擇優勢例如能夠吸引獵物或者躲避天敵，為什麼不是所有蜘蛛個體都在它們的網上構造這些絲狀裝飾物?很顯然，關於蜘蛛網絲狀裝飾物功能問題的討論還遠沒有結束，仍有很多問題等著人們去研究。

　　中國科技網訊 據物理學家組織網近日報道，美國亞利桑那州立大學的研究團隊通過一種非侵入性鐳射散射技術，找到一種從完整的蜘蛛絲上獲取各種彈性成分的途徑，未來可用於開發出生產從防彈背心到人工腱的彈性材料。相關研究成果發表在《自然·材料》上。

　　這種非侵入性的布里淵光散射技術使用了小於3.5毫瓦的極低功率鐳射，鐳射束在經過完整的蜘蛛網後，不會破壞蛛網，研究人員從而能在空間中描繪出每張網的彈性剛度。他們對於包括金紡蜘蛛、北美園蛛、西方黑寡婦和草綠色猞猁蜘蛛在內的4類蛛網進行了研究。