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《科学画报》

开博时间:2016-07-01 14:43:00

由中国科学社于1933年8月创刊,距今已有80年的历史。《科学画报》在80年的办刊历程中,形成了通俗生动、图文并茂地介绍最新科技知识,形式多样地普及科学技术的特点,对提高广大群众的科学水平,启发青年爱好科学、投身科学事业起了很大的作用,当今的不少著名学者、教授、科学家,青少年时代都曾受到它的熏陶和启发。

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能力超常的蜘蛛杀手:孔蛛

2012-03-29 09:58:15

/刘 超

蜘蛛网是蜘蛛家族特有的标记。然而,这个家族中并非所有的成员都会织网,跳蛛科的孔蛛就是其中的一种。全世界已知的跳蛛约有5000种,其中孔蛛只有20种。它们虽然个头不大,只有我们大拇指的指甲盖大小,却靠吃其他蜘蛛为生。它的食谱中不乏巨大的花皮蛛。更令人吃惊的是,孔蛛拥有超常的视力、捕食能力和认知能力。

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头脑发达的捕猎高手

孔蛛善于伪装,看上去就像一块树皮。令人惊讶的是,它看到猎物后,不是立即扑上去,而是先停下来“思考”片刻,然后沿着自己选择的最佳路线突然袭击,而且袭击的成功率很高。

先让我们来欣赏一场捕猎大战吧。一只孔蛛悄悄地伏在一根树枝上,很快,它滴溜溜的眼睛就瞄准了一只花皮蛛。花皮蛛绝非善类,也是一种剧毒蜘蛛,平时捕食其他蜘蛛。但是,花皮蛛视力差,喜欢将自己隐藏在卷曲的叶子下面,或者潜伏在自己的蛛网里守株待兔,等待路过这里的一些不知情的家伙。相反,孔蛛有极好的视力,空间敏感度甚至超过猫和鸽子。它悄悄地蹲守在大约半米的安全距离外,盯着花皮蛛,寻找进攻的最佳时机。

首先,孔蛛必须弄清楚花皮蛛的螯肢上是否有卵囊。每次喷射毒液时,花皮蛛总会先把卵放下,这是花皮蛛护卵的方式。假如花皮蛛产卵了,孔蛛便会从正面攻击。它会悄悄地爬到花皮蛛织的网边,轻轻地晃动蛛网,引诱花皮蛛出洞,然后发动突然袭击。可是,这一次情况很糟糕,花皮蛛没有产卵。孔蛛没有办法,只好执行它的另一计划。它伏在树枝上,开始琢磨如何才能捕到美味。它用了大约15分钟的时间审视地形,小脑袋思量着怎样才能跨过巨砾和树枝。最后,孔蛛下定决心,转眼不见了踪影。2个小时后,这个“无声暗杀”活动又开始上演:它悄悄地顺着连接在上方石头上的一根蛛丝迅速滑到花皮蛛身上,以迅雷不及掩耳之势将毒刺插入了花皮蛛的体内,其动作极其敏捷。当然,这一次孔蛛如愿以偿了。

 

超乎想象的认知能力

孔蛛的这种捕食能力引起了新西兰坎特伯雷大学蜘蛛研究人员的注意。他们发现只要是孔蛛锁定的目标,几乎难逃厄运。孔蛛会将其他蜘蛛引出它们安全的势力范围——蛛网。在蛛网的边缘,孔蛛会使出浑身解数。它会晃动那些蛛丝,装成挣扎的昆虫或者入侵的敌人。如果它遇到的是一种它以前交过手的蜘蛛,它会知道使用哪一招来对付敌人;如果遇到的是一种未曾谋面的蜘蛛,它就会拿出它所有的绝招。它可能会轻轻地碰触丝网,也可能会用力晃动丝网,或者像在蹦床上一样上上下下地跳,目的就是将捕猎目标引诱到最有利于进攻的位置。有时,孔蛛的捕猎目标比它大两三倍,它这样做的目的是唤起对方的好奇心,而不是要激怒对手。

杜安·哈兰是坎特伯雷大学蜘蛛实验室的一员。他将孔蛛和其他蛛网“侵略者”作了对比,例如四肢发达而头脑简单的白尾蛛。结果发现,白尾蛛也会晃动蛛网,但只是一种老套而简单的动作。白尾蛛不会因为思索战略或者进行试验而绞尽脑汁,也不会理会对方采取什么方式,只是凭借自己的大块头制服对方。而孔蛛相对来说是比较瘦弱的小蜘蛛,它必须精心安排自己的袭击计划。超凡的视力和精心构思的策略总能让孔蛛频频得手,几乎每个被它盯上的对象都难以逃脱,甚至是它以前从来没有见过的大家伙。因此,研究人员认为,这种晃动蛛网的行为超越了这种小生物的认知能力。

当人们惊叹孔蛛的捕食能力时,英国研究人员发现孔蛛还会走迷宫,成功率甚至比老鼠和猴子还要高。在迷宫实验中,研究人员用铁丝设计了两条路线供孔蛛选择,每条路线都设有一些分支用于迷惑孔蛛。在铁丝的顶端有两个一模一样的碟子,其中一个碟子中放了一只死蜘蛛充当诱饵,并消除它的气味。然后,研究人员将一只饥饿的孔蛛放在一个木钉的顶端,在这里它可以将整个装置一览无遗。为了享用美味,它必须爬下木钉,选择正确的路线到达放有猎物的碟子。一旦爬下木钉,它就看不到猎物了,只能凭借自己的记忆。孔蛛在木钉顶端团团转了将近1个小时,似乎在考虑如何选择路线。有时它会放弃,但假如它有了计划,就会一如既往地付诸行动。

坎特伯雷大学蜘蛛实验室的负责人罗伯特·杰克逊还进行了另一个实验。他在灌满水的碟子中设置了一个“小岛”,把孔蛛放在“小岛”上,孔蛛离“岸边”较远,以至于它无法一次就跳上“岸”。于是,孔蛛会首先判断是全程游过去,还是先跳到某处,然后再从那里游完剩余的路程。杰克逊发现,孔蛛能记住它的第一次试验,然后判断这一次努力是否成功,最后决定是否选用相同的策略还是改变策略。结果,孔蛛的第二次决策似乎更加可行,反应更快。

新加坡国立大学的生态学家李代钦认为,这是由于孔蛛有着超乎想象的认知能力。他发现,孔蛛在得手之后,很容易识别出同种猎物。对它而言,捕获这种猎物比其他种类的猎物更加容易,这类似于有意识的选择性注意。教授将孔蛛的这种认知能力描述为“寻找影像”的构成,言下之意是孔蛛对自己的猎物有一定的印象。然而,很多心理学家并不认可教授的这一说法,他们认为不论是猫还是黑猩猩都没有这种能力,更不用说蜘蛛了。

人类大约有1000亿个脑细胞,老鼠大约有7000万个脑细胞,那么,孔蛛到底有多少个脑细胞呢?哈兰说:“目前还无法精确地计算出孔蛛的脑细胞数量。但是,我们已经知道孔蛛的神经细胞大约有60万个,位于家蝇和蜜蜂之间,前者的神经细胞有25万个,后者的神经细胞有100万个。”那么,研究人员能够从中得出什么结论呢?孔蛛有一定的意识吗?还是它的每个行为只是一种本能反应?

哈兰表示,孔蛛的认知能力可能与它的眼睛结构有关。所有跳蛛的视力都非常好,而孔蛛的视力是跳蛛平均视力的10倍。孔蛛是跳蛛中唯一拥有分辨颜色和形状能力的两种蜘蛛之一。虽然它的大脑只有大头针头那么大,却可以思考、筹划,而且还能学习。不过,孔蛛的眼睛具有内嵌的局限性,因此它能看到的范围很小,只能通过一点一点地扫视才能拼出它看到的图像。

哈兰认为,孔蛛能判断出猎物到手的可能性。从另一方面说,人脑必须处理看到的大量信息,并决定哪些信息是可以忽略的;而孔蛛那激光一样的视线可能不需要做太多的过滤工作,这就像选择性失明的人常常会做出聪明的决策一样。

要研究的内容还有很多。正像杰克逊所指出的那样,几年前根本没有人会相信蜘蛛也有“思考”能力,但现在我们要重新认识了。


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