没有重力蜘蛛在太空中能结网吗

人类已经不止一次将蜘蛛带到太空中,研究重力对蜘蛛结网的重要性。最初是一个对高中生来说有些不成功的实验,结果却令人惊讶地发现,光在蜘蛛类动物的定向中所起的作用比以前想象的要大。美国宇航局(NASA)的蜘蛛实验是一个教训,它告诉我们,令人沮丧的失败和愉快的事故有时会导致意想不到的研究结果。这个问题相对简单:在地球上,蜘蛛建立不对称的网,中心向上边缘偏移。休息时,蜘蛛会低着头坐着,因为它们可以在重力方向上更快地向刚捕获的猎物移动。但是蛛形纲动物在零重力下做什么呢?年,美国宇航局希望通过这个实验来激励美国的中学。但即使问题很简单,太空实验的计划和执行也极具挑战性。这导致了一些小事故。

两个来自不同种类蜘蛛的标本以“蜘蛛侠”的身份飞抵国际空间站(ISS),其中一个(迷路梅特佩拉)作为领头羊,另一个(帕塔吉亚套索落叶松)作为保护区,以防第一个蜘蛛无法存活。后备蜘蛛逃走了备用蜘蛛设法冲出储藏室,进入主室。出于安全原因,这个小室无法打开,因此多余的蜘蛛无法重新捕获。这两只蜘蛛结网有些混乱,相互妨碍。如果这还不够的话,作为食物的苍蝇繁殖速度比预期的要快。随着时间的推移,它们的幼虫从箱底的繁殖容器爬出,进入实验室,两周后,它们的幼虫覆盖了前窗的大部分。一个月后,在所有的苍蝇幼虫后面再也看不到蜘蛛了。丹佛自然科学博物馆的保拉·库欣(PaulaCushing)曾参与蜘蛛实验的计划,但这一失败长期困扰着她。年,在国际空间站上进行类似实验的机会再次出现,研究人员让巴塞尔大学的塞缪尔·兹肖克博士参与准备和分析新的尝试。这一次,实验从四种同一物种的蜘蛛开始:两种分别在不同的栖息地飞到国际空间站,两种在不同的栖息地呆在地球上,并在与它们在太空旅行的同伴相同的条件下被保存和观察——除了它们暴露在地球引力之下。

最初的计划是用四只雌性。但是另一个不幸的事情发生了:这些蜘蛛必须作为幼年动物被挑选出来进行实验,而且很难确定幼年动物的性别。在实验过程中,发现其中两种蜘蛛是雄性的,它们在身体结构和体型上与成年时的雌性蜘蛛明显不同。但最后幸运的是,一只雄性在空间站上,另一只在地球上。蛛形纲动物纺网,拆开网,再织新网。每个箱子里有三台照相机每五分钟拍一次照片。Z斯科克,美国科罗拉多大学空间站的“果蝇”和“蜘蛛网”空间站的对称性和“蜘蛛网”的空间定位进行了分析使用了大约张图片。事实证明,在零重力条件下建造的蜘蛛网确实比地球上旋转的蜘蛛网更对称。它们的中心更靠近中间,而蜘蛛的头并不总是朝下。然而,研究人员注意到蜘蛛是在灯光下还是在黑暗中筑网是有区别的。在国际空间站灯光下建立的网和陆地网一样不对称。轻型备用系统“我们不会猜到光会对蜘蛛在太空中的定向起到作用,”研究者说,他分析了蜘蛛实验,并与同事在《自然科学》杂志上发表了研究结果我们很幸运,灯是附在房间的顶部,而不是在各个侧面。否则,我们就无法发现光在零重力下对蛛网对称性的影响。”对图片的分析还表明,当灯光关闭时,蜘蛛在网中的方向是任意的,而当灯光亮起时,蜘蛛的方向则是朝下,即远离方向。在没有重力的情况下,蜘蛛似乎利用光来辅助定向。由于蜘蛛在黑暗中也会结网,在没有光线的情况下也能捕捉猎物,所以以前人们认为光对它们的方向没有影响。研究者说:“蜘蛛在进化过程中从来没有暴露在没有重力的环境中,这似乎令人惊讶。”。另一方面,他说,蜘蛛在建网时,位置感可能会变得混乱。负责这种感觉的器官记录身体前部与后部的相对位置。在网的构造过程中,两个身体部分是不断运动的,因此基于光线方向的附加定向辅助工具特别有用。



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