蛋白质是由生物(如动物或植物)制造的特殊化学物质。你的身体里有很多。蛋白质通常有一定的工作要做。有些联合起来做更大的东西。你的头发和指甲是由蛋白质制成的(它们都是由一种叫做”角蛋白”的蛋白质制成的)。
昆虫和蜘蛛在身体的一个特殊部位制造丝绸,称为腺体,并用腿将其从体内拉出。这称为旋转。
大多数种类的蜘蛛都有不止一种丝腺。每种都有不同的强度和弹性,用于特定目的。蛛丝的强度和弹性取决于蜘蛛身体排列蛛丝蛋白的方式。蜘蛛已经进化到可以旋转非常强大的丝网,这样它们就可以捕捉昆虫吃东西。这意味着,很久以前,制造更强网的蜘蛛捕获了更多的昆虫吃,生了更多的婴儿,但制造较弱网的蜘蛛捕获的昆虫更少,后代更少甚至没有。
最常见的是圆形的网,也叫做轮状网或者圆网。这种网由两种丝组成:一种是放射状的纵丝,另一种是螺旋状的横丝。纵丝是用来支撑网结构的,没有粘性,也没有弹性。横丝是用来捕捉猎物的,有粘性,也有弹性。横丝上还有一些小珠珠,叫做黏珠,它们就是提供粘性的主要成分。
当然,并不是所有的蜘蛛都织圆形的网。有些蜘蛛织三角形、四边形、漏斗形或者混乱形的网。有些甚至不织网,而是用丝做陷阱、信号或者伪装。总之,蜘蛛根据自己的习性和环境,选择最适合自己的方式来利用丝。
蜘蛛为什么不会被自己的网粘住?
既然说了横丝有粘性,那么为什么它们能够粘住飞虫却不粘住自己呢?这里涉及到三个方面的原因:一是油性涂层,二是刚毛结构,三是小心动作。
- 油性涂层。这个说法最早来源于法国昆虫学家法布尔的实验:他用二硫化碳等有机溶剂清洗了蜘蛛的步足后,发现它们就会被自己的网粘住。这说明了蜘蛛步足上有一层油性物质,可以减少与横丝接触时候的粘着力。而且这层油性物质不仅存在于步足上,还存在于身体其他部位上,所以即使碰到了横丝也不会被粘住。
- 刚毛结构。如果你用显微镜观察过蜘蛛步足末端,你会发现它们上面有很多毛,而且看起来很锋利,所以被称为刚毛。刚毛可以帮助蜘蛛抓握和感知横丝,并且减少了与横丝接触面积。当然,并不是所有种类的刚毛都一样,有些刚毛还带有爪子或者锯齿状结构。
- 小心动作。虽然说了前面两个原因可以让蜘蛛不被自己的网粘住,但并不意味着它们可以随心所欲地在网上乱跑。事实上,它们在接触横丝时都非常小心谨慎,遵循着一定的模式化动作。比如,在结网时,它们会先用第三对步足探索横丝位置和张力,并用第四对步足把横丝从肚子里拉出来安放在纵丝上;在行走时,则会尽量只接触没有粘性的纵丝,并用第二对步足感知周围环境。
经过数百万年的这一过程,今天的一些蜘蛛制造出非常坚固的丝。我们通常不会注意到它们有多强,因为它们非常瘦。
但最强的丝,比如来自金球蜘蛛的丝,其实比钢还强。更令人惊讶的是,它的蛛丝大约是它的50倍。实际上,蜘蛛丝有点像钢铁和橡胶之间的交叉。即使在复杂的机器和化学品的帮助下,人类仍然不知道如何制造出如此坚固,有弹性和轻便的材料。蜘蛛仍然是这方面的冠军。
关于丝绸的惊人事实
制丝动物包括蟋蟀、银鱼、萤火虫、蚂蚁、蜜蜂、黄蜂、苍蝇、毛毛虫、花边翅膀和锯蝇幼虫。
其中一些制成丝绸来保护自己。例如,蟋蟀用丝绸将叶子缝在一起筑巢。其他人在交配中使用丝绸,例如舞蝇,其中雄性用丝绸包裹的食物礼物给雌性留下深刻的印象。有些人使用丝绸进行狩猎,例如蜘蛛甚至萤火虫,它们使用粘性丝绸来捕捉他们想吃的飞行动物。
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