【科學尬新聞】 少了地心引力 蜘蛛還能結網嗎?

文/台北市天文館 |2021.01.14
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文/台北市天文館

數十年來,科學家已經針對蜘蛛進行了無數次的重力實驗,例如:在蜘蛛身上綁著小重物、在離心機裡結網、水平方向結網或是在結網時不斷旋轉等等。以上這些內容都有一個重要因素:重力;於是就誕生了另一個問題,蜘蛛能否在無重力環境中結網?

事實上早在1973年,就有兩隻歐洲花園蜘蛛在當時成為太空站實驗的一部分,但整個實驗過程對蜘蛛極不友善,食物跟水供給不足,其不規律的蛛網,也許是因為牠們的健康狀況不佳所致。2008年,國際太空站的一項實驗則使用了兩隻不同種的蜘蛛,一隻為實驗組,另一隻為正常生活的對照組,這次科學家確實提供牠們足夠的果蠅群體為食物來源;但對照組的蜘蛛在一次意外過程中跑進了實驗組中,這意味著兩隻蜘蛛網相互干擾,不僅影響了實驗目的,果蠅群體的數量也不受控制的增加(果蠅的數量在1個月後已將太空站窗戶遮蔽)。

2011年的第二次實驗,沒有蜘蛛逃脫、沒有食物不足、沒有爆量果蠅,每5分鐘拍攝一張照片,頭頂上的燈每12小時開關一次,以模擬日光;儘管在蜘蛛性別上區分錯誤(送上太空的4隻雌蜘蛛中,實際上有2隻是雄蜘蛛),但在國際太空站上為期兩個月的實驗結果相當成功。

失去重力 蛛網更對稱

兩隻不結網的雄蜘蛛在失重環境下正常存活,並且返回地球後仍然健康;另兩隻雌蜘蛛在此期間結了34張網,蛻了3次毛,打破太空紀錄。此外,正是因為有個方向固定的燈光,造成了另一個驚人的發現。一般而言,在正常重力環境下,不論燈光亮暗,蜘蛛總是會織出不對稱的網,而蜘蛛總會停在正中心的圓上且面朝下。

在太空零重力環境中,蜘蛛結網的對稱性會更好,並且會利用光線作為參考點。在當光照打開時,蜘蛛傾向於臉朝下,將網織在靠近燈的那一面「天花板」上 ;而當光照關閉時,蜘蛛結網的方向則是隨機的。蜘蛛在演化的過程中並沒有經歷過無重力環境,所以科學家對於蜘蛛能有一個備用的定位系統感到驚訝,而幸運地是,他們裝設的燈光只在一個方向,否則他們可能沒有這項實驗結果,至於其細部的原因,可能需要更多的蜘蛛太空實驗才能得知,該研究發表於2020年12月《自然科學》期刊。

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