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蜘蛛,蜘蛛侠,与足丝蚁 精选

已有 12451 次阅读 2016-5-19 15:33 |系统分类:科普集锦| 蚕丝, 蜘蛛, 蜘蛛人, 蜘蛛精, 足丝蚁

      蜘蛛是一类著名的动物,经常出现在各种科普读物和自然纪录片中,即使不是专业研究的人,也大都知道它们的特点是有8条腿(4对足)、会产丝结网、捕食性(唯一已知的例外是分布于墨西哥、哥斯达黎加、危地马拉的Bagheera kiplingi,主要以取食金合欢树叶芽为食、偶尔取食生活在金合欢树上蚂蚁的幼虫)。

      和蚕丝相比,蛛丝更结实,但是由于不容易大规模饲养,而利用基因工程生成的产品丝强度也不够理想,因此蛛丝织物的获得目前仍然只能依靠采集蜘蛛、收集丝线,因而非常稀有和珍贵。目前已知最大的蛛丝织物是保存在美国自然历史博物馆的一块织物(图1),该织物主体部分长11英尺、宽4英尺,由来自于106.3万只马达加斯加络新妇蛛Nephila madagascariensis的蛛丝纺织而成。 根据蜘蛛的特点,电影编剧创造了知名度很高的“蜘蛛侠”形象(图2)。

图1.   目前世界上最大的蛛丝织物

     

图2.    蜘蛛侠人物形象


      看过蜘蛛侠的人物形象后,总感觉哪里不对劲,后来发现,蜘蛛侠的丝线多是从手腕附近冒出来的,这个和蜘蛛差得远了些,蜘蛛是从腹部末端的喷丝头(spinneret)附器分泌出的丝线(图3)。喷丝头一般有1-4对,每一个喷丝头中有很多小的喷丝套管(spigot)(图4),每一个喷丝套管向内通向分泌丝线的腺体。已知的腺体类型有6种,包括梨状腺(Glandulae piriformes)、壶状腺(Glandulae ampullaceae)、葡萄状腺(Glandulae aciniformes)、管状腺(Glandulae tubuliformes)、聚合腺(Glandulae aggregatae)、冠状腺(Glandulae coronatae)。这样看来,西游记里的蜘蛛精从肚脐放出丝线更靠谱一些,至少部位是在腹部

图3.    蜘蛛腹部末端的喷丝头附器

图4.    喷丝套管


      虽然蜘蛛侠的放丝部位和蜘蛛差别很大,但是在昆虫里,倒是真有也可以从作为运动器官的附肢中放丝的类群,就是足丝蚁。足丝蚁既不是蚂蚁(膜翅目蚁科Formicidae)、也不是白蚁(蜚蠊目蜚蠊总科Blattoidea白蚁领科Termitoidae),而是纺足目Embiodea(图5)。在所有昆虫的成虫中,足丝蚁的产丝能力是最强的,产丝部位在前足跗节(足丝蚁的若虫也可以在同样的部位产丝,但是产丝能力就没有鳞翅目等类群的幼虫那么突出了)。2015年,研究人员利用同步辐射显微CT(Synchrotron radiation micro computer tomography, SRµCT)对足丝蚁Haploembia solieri(图5)前足跗节的产丝构造进行了研究(图6)[1]。

图5.    足丝蚁Haploembia tarsalis,A. 长约1.2cm的雌成虫,粘附于丝表面的一些碎屑因拍摄需要已被移除;B. 图版A中移除碎屑前的样子;C. 足丝蚁在地表形成的丝网(此外也在落叶中结网),丝呈浅蓝色。


图6.    足丝蚁前足跗节内部产丝腺体的显微CT重建。Bta(跗节基节basitarsomer),cc(管笼canal cage); dc(管道duct);glt(腺体组织gland tissue);res(腺体贮藏器glandreservoir);se(喷丝器silk ejector)。A.前足跗节基节内部的产丝构造;B. 包含喷丝构造在内的一个单一腺体;C. 图版B的示意。


文中图片来自于互联网


参考文献

[1] Büsse S, Hornschemeyer T, Hohu K, McMillan D, Edgerly JS. 2015. The spinning apparatus of webspinners functional morphology, morphometrics and spinning behaviour. Scientific Reports 5: 9986.



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