靠地球电场 实现飞航的蜘蛛

狗格格

一只像长着八条腿的宇航员一样的蜘蛛正飘浮在半空中，寻找着陆点。我们已知的是，蜘蛛会站在某个凸起物上，腹部朝天喷射出蛛丝，用蛛丝做出一个小降落伞，然后乘微风而去。这一技能有个很形象的名字，叫“热气球飞行”（ballooning）。

这看起来似乎是种非常有效的远距离迁徙方式，但问题是，根据空气动力学的规律，蜘蛛理应无法仅通过蛛丝和微风就实现这么大的距离跨越。然而事实令人惊讶，人们甚至在海平面上方近5千米的地方发现过蜘蛛。那么，这些蜘蛛是怎样实现这种超远距离飞航的呢？

一项研究认为，蜘蛛可能借助了地球电场的力量。电场是电荷及变化磁场周围的空间里存在的一种特殊物质，只要有电荷，就存在电场。从本质上来说，地球的大气层就是一个时刻存在电场的巨大电路。蜘蛛能够飞航，可能是因为它们的身体内置了某种能够探测电场的结构。

来自英国布里斯托大学的研究人员艾丽卡·莫利和丹尼尔·罗伯特发现，即使将蜘蛛关在一个没有任何微风，但电场可控的盒子里，它们照样能飞起来。物理学家彼得·戈勒姆表示，这一发现令人惊叹。原先虽然已知电场在蜘蛛的飞航中起着关键作用，但只能通过生物学的推测来尝试证明这一点。而莫利和罗伯特的研究成果，十分明确地指出了这一问题的答案。

该研究发表在《当代生物学》杂志上时表明，电场不仅能触发蜘蛛的飞航技能，还能为其提供升力和速度，使蜘蛛即使没有微风也能实现飞航。

那么，蜘蛛是如何乘电飞航的呢？首先，我们需要先了解一下关于地球电场的基本知识。

地球自带负电荷，地球大气电离层（高度60千米以上的大气层）带正电，它们相互作用，在大气中产生电磁回路，这就是大气电势梯度——大气中持续存在的电场。在寻常天气的戶外，从平坦的地面垂直向上，高度每增加1米，大气电势强度就增加100伏。大气电势梯度的强度和极性还会因当地天气条件的变化而变化。寻常天气下，大气电势强度为100伏，风暴天气里直接增加2个数量级，雷暴天气下强度会达最大。

众所周知，大黄蜂和蜜蜂等昆虫，可以探测并利用电场来寻找花朵。现在，我们经由莫利和罗伯特的研究终于知道，蜘蛛也具有相同的电场探测能力。

这种对空气中电场的感应，可能源于蜘蛛身上一种特殊的结构。我们都知道，蜘蛛身上有很多种刺和毛，但在飞航中感应电场的，是蜘蛛脚上的一种细小毛发，也就是蜘蛛的蛊毛（trichobothria）。研究人员在实验中发现，只有这种毛会在电场的作用下颤抖，其他毛则似乎一动也不动。

蜘蛛并不仅限于感应电场，还能编织出帮助自己飞航的迷你“降落伞”——当蜘蛛向空中甩出蛛网时，蛛丝带负电，电荷同性相斥，这使得蜘蛛射向空中的多股蛛丝会束呈扇形展开，丝线间因静电斥力作用笔直分开，而不是在微风中扭结缠绕。同时，蛛丝周围的空气又带正电，实际上就形成了一个电路，使蜘蛛能够利用静电斥力飞到空中，甚至飞出实验盒。

研究人员在这一实验中使用了一个已形成稳定电场的密封水箱，消除了诸如空气运动等因素的干扰。然后，他们将一只皿蛛宝宝放入其中。在这一环境中他们发现，若电场处于开启状态，蜘蛛出现飞航的次数就会显著增加。

此外，若在蜘蛛处于空中时，开—关—开电场，就会看到蜘蛛一会儿向上、一会儿向下地移动。换句话说，它们不仅能探测到电场，还能利用电场和静电斥力的原理调整飞航。

想象一下蜘蛛在空中能达到的高度，再想象一下雷雨天气里，大气噼里啪啦将电势强度飙升到几千伏，要想看到一大群蜘蛛在空中飞翔，恐怕不是什么太难的事。当然，看到了也请不要惊慌，毕竟那不是什么吓人的魔法，而是蜘蛛向着天空进化的科学。

本文内容来自公众号“蝌蚪五线谱”，ID：kedo2011