无论你是否喜欢蜘蛛，甚至害怕它们，都不得不惊叹于它们织网的精湛技艺。这些引人入胜且独特的结构，是化学和物理复杂概念结合的惊人工程壮举。然而，我们常常挥手扫除它们，认为它们是家中的烦恼。本文将揭示这些造物背后真正的奇迹。

蜘蛛丝：非凡的生物材料

大自然孕育的许多材料（生物材料）远远超过人类目前所能制造的，蜘蛛丝就是一个显著的例子。在同等重量下，蜘蛛丝的抗拉强度高于钢铁，同时又几乎像橡胶一样富有弹性。领先的人造纤维（如尼龙）的韧性还不到它的一半。更重要的是，蜘蛛丝完全可以生物降解，并且具有抗菌和低过敏性。

蜘蛛丝由蛋白质组成，特别是含有大量的甘氨酸和丙氨酸等氨基酸。氨基酸的精确排列决定了蜘蛛丝的不同特性。只要蜘蛛摄入蛋白质，并且保持健康且未受伤，它就不会耗尽丝。

蜘蛛丝的制造器官

蜘蛛丝是在一个名为“纺器”的特殊器官中产生的。这些器官通常位于蜘蛛腹部的后下方。纺器的确切数量因物种而异，但通常成簇存在。每个纺器都有微小的喷嘴状结构，可以产生一根丝。可能有一个或多个喷嘴，使蜘蛛可以组合丝线，从而获得具有所需确切特性的丝。这有点像电缆。某些类型的喷嘴是特定蜘蛛物种独有的。

在蜘蛛体内时，丝是一种称为“丝蛋白原液”的水样液体。它通过逐渐变窄的管道，在此过程中水分被提取。然后，它通过一个微酸性的浴，这与拉伸应力一起，将液体蛋白质转化为固体。丝通过重力或蜘蛛的腿拉出。然而，每根丝线的直径由喷嘴阀上的肌肉动作控制，该阀门同时起到泵和制动器的作用。如果丝线拉得更快更紧，丝就会更坚固。

不同类型的蜘蛛丝

并非所有的蜘蛛丝都一样。蜘蛛有七种不同的丝腺，但并非所有蜘蛛都拥有全部七种。为了说明这一点，以下是雌性结网蜘蛛中不同类型的丝及其产生的丝腺：

• 大壶状腺：结构丝和牵引丝
• 鞭状腺：捕获螺旋丝
• 小壶状腺：辅助螺旋丝
• 梨状腺：附着水泥
• 圆柱状腺：坚韧的外部卵囊
• 腺泡状腺：柔软的内部卵和包裹物
• 集合腺：粘性水性涂层

不同的丝具有不同的特性，以满足特定的用途。

蜘蛛丝的不同用途

从上面的列表中可以看出，蜘蛛使用丝的用途远不止织网。即使是蜘蛛网也由两种类型的丝组成——一种是结构丝，另一种是用于捕捉猎物的丝。蜘蛛丝还用于：

• 包裹和固定猎物
• 构建牵引线——将蜘蛛连接到网的安全线
• 滑翔伞运输——将丝释放到风中并抬起蜘蛛
• 建造住所
• 构建卵囊
• 交配——蜘蛛网用于用信息素吸引配偶，并展示准备受精的精子
• 呼吸——水蛛用丝和碎片制造自己的氧气罐，以便在水下呼吸
• 专用捕获丝

专用捕获丝

陷阱网包含特殊类型的丝，旨在诱捕和保持猎物，直到蜘蛛能够到达并杀死它们。这两种类型的丝是筛器丝和粘性捕获丝。它们都与其他类型的丝一起使用，这些丝可以创建支撑结构，并在其上铺设它们。筛器丝被早期蜘蛛使用，是最初的专用捕获猎物丝。粘性丝是最近的进化创新。

关于筛器丝的更多信息

铺网和抛网蜘蛛用筛器丝织网。它由位于称为筛器的扁平旋转器官下方的许多丝腺产生。筛器由数千个微小的喷嘴组成，每个喷嘴产生一个微小的丝纤维。这意味着产生的线实际上由数千个较小的纤维组成。羊毛状的线非常适合缠住昆虫猎物的刚毛和刺。它还具有静电特性，可以附着在昆虫猎物的角质层上。

关于粘性丝的更多信息

粘性丝与结构丝一起使用，以构建完美的陷阱来固定猎物。强度和弹性的结合确保了快速飞行的昆虫既不会强行穿过或从网上弹起。此外，还添加了高度缠结的聚合物的微观液滴，这使网变得如此粘稠。它们既粘稠又富有弹性，并且具有一点像口香糖的稠度。它们还具有防水性。这种类型的丝由鞭状腺产生，从而形成支撑线，而另外两个集合腺则在其上涂上液体丝。表面张力导致液体丝分解成粘性液滴。

不同类型的蜘蛛网

蜘蛛网有很多不同的种类，可以分为七大类。

• 圆网：通常在花园和森林中发现的圆形网
• 漏斗网：具有宽口的管状网
• 缠绕网：没有特定设计的三维丝交错
• 花边网：由筛器丝制成的凌乱网
• 放射网：围绕着一个裂缝构建，带有绊线
• 片状网：在草地低处建造
• 钱包网：看起来像一个直立的管子，并且是在林地中建造的

织网后勤

蜘蛛通常需要大约一个小时才能织网，但这因物种和网的类型而异。如果以我们都熟悉的经典圆网为例，通常会有一套固定的建造计划。首先，蜘蛛用几根线构建一个“Y”形。然后，在其周围构建一个框架，并从框架到 Y 构建线——这些线称为半径或辐条。然后，蜘蛛从线的中心向外构建一个螺旋（称为辅助螺旋）。但是，这只是一个临时的支撑结构，并且不粘。最后，粘性螺旋放置到位，并且移除临时螺旋。

其他网具有称为 stabilimentum 的锯齿形结构。大多数与地面垂直，但其他网则水平。在草地上织网更具挑战性，因为它具有柔韧性，并且这些网看起来有所不同。同一物种的蜘蛛通常构建相似但不相同的网，并且专家尚不确定为什么蜘蛛会改变其技术。一项来自 1940 年代的有些奇怪的研究将蜘蛛暴露于不同类型的化学物质（包括 LSD 和晕车药），并记录了对织网的影响。奇怪的是，LSD 使网变得更有规律。美国宇航局（NASA）的后来一项研究表明，咖啡因对蜘蛛织网造成的结构破坏比大麻更大。

蜘蛛网的寿命

家中的蜘蛛网经常被居住在那里的人扫除，而外面的蜘蛛网则会被大型动物撕裂。如果没有发生这种情况，蜘蛛网可以持续相当长的时间——长达数月。它们具有抗菌特性，可防止细菌分解它们，因此它们不会迅速腐烂。另一方面，用于诱捕猎物的粘性涂层很快会被花粉和灰尘削弱，因此需要新的结构。

许多种类的蜘蛛每天都会编织一张新网，包括织网蜘蛛 Uloborus diversus。因此，它们一生中会产生近 200 张网。

用于制造丝的蛋白质对蜘蛛来说是一种宝贵的资源，因此它们不想浪费它是不足为奇的。一些织网蜘蛛会摄取它们的丝，并在建造新网之前有条不紊地拆除它们受损的网。研究表明，蜘蛛还将粘在网上的花粉用作食物来源。其他蜘蛛只是放弃网并重新开始。

在另一种回收方法中，一些蜘蛛将网用于其他目的：它们将其捆起来并用它来包裹卵囊。

为什么蜘蛛不粘在自己的网上

只有捕获丝是粘性的，蜘蛛知道它在哪里。这意味着它们可以避免它并且不会被卡住。网上有些区域（例如，圆网的中心）没有捕获粘性丝，因此这是一个安全的去处。此外，蜘蛛确保只有腿的尖端与丝接触。织网蜘蛛使用它们的中间爪抓住丝，腿尖上的刚毛也有助于此。蜘蛛会定期通过将腿拉过它们的下颚来清洁腿上的粘性物质，这也有助于此，并且一种润滑爪子的分泌物也有助于此。

所有蜘蛛都织网吗？

在已知的大约 50,000 种蜘蛛物种中，大多数不结网。但是，它们仍然产生丝，并且将其用于我们上面概述的其他一些目的。

不织网的蜘蛛通过坐着等待毫无戒心的受害者经过来捕捉猎物。然后，它们会猛扑过去。跳蛛会主动追踪猎物并在机会出现时抓住它。还有一些海盗蜘蛛假装是被困在其他蜘蛛物种网中的猎物。当网的主人希望获得食物时，海盗蜘蛛会攻击并吃掉它们！

其他动物会制作丝网吗？

在大多数昆虫目中，你会发现可以制造丝的生物。其中最著名的是家蚕（Bombyx mori）。但是，该列表还包括蚂蚁、蜜蜂、蝴蝶、蛾子和蝇幼虫。未成熟的蜉蝣、蓟马和跳蚤也可以产生丝，成年的衣鱼、“磨蟋蟀”和雄性蜈蚣（非昆虫节肢动物）也可以产生丝。

重要的是，昆虫丝在许多方面与蜘蛛丝不同。它由不同的解剖结构产生，化学成分不同，并且它们的用途也不同。昆虫使用丝来保护变态蛹（例如，蛾毛虫），使蜕皮更容易（例如，蝴蝶毛虫），繁殖（例如，衣鱼）和运动（例如，黑蝇幼虫）。与蜘蛛一样，一些昆虫也使用丝来捕捉猎物，并且石蛾实际上在水下织网！同样与蜘蛛一样，几种昆虫（如帐篷毛虫和磨蟋蟀）也使用丝来建造家园。

还有其他一些类型的物种可以产生丝。盲鳗是一种鳗鱼形的无颌鱼类，生活在海洋底部，产生由数万根非常细的蛋白质线组成的粘液/丝，非常类似于蜘蛛丝。最后，地中海扇贝贻贝使用一种丝将自己粘在岩石上。但是，没有其他生物能像蜘蛛那样做得好！