蜘蛛科学家(推荐五篇)

现代发明都是科学家从动物身上得到启发，从而制成了一些现代化的产品。所有的发明都是科学家用他的双眼观察到的。那么，科学家从蜘蛛身上发明了什么呢?

科学家通过乌贼体内是放出来黑色液体，为潜艇设计出了鱼雷诱饵。从而避免了敌方潜艇和鱼雷的攻击。科学家通过长颈鹿低头饮水这种现象，飞机设计师设计出来了抗荷服。科学还通过蝴蝶获得了启发，从而制成了卫星控温系统。一些生物学家发现蜘蛛吐出来的丝相当于同体积的钢丝的5倍，因此受其启发，英国某公司制作出了高强度纤维。利用这些纤维制成了复合材料，用来制作防弹衣，防弹车，坦克装甲车。大自然的现象，细心的人可以发现不同的现象，从而发明出不同的产品。

经过科学家的观察，蜘蛛吐出来的丝，其强度相当于同等体积钢丝的5倍。利用这一现象制成的高强度纤维做成的复合材料可以用来做防弹衣，防弹车还有坦克装甲车。

资料来源:亚历克斯·塞格尔/辛辛那提大学

这一发现来自咕鲁狼蛛，它生活在美国东部和加拿大的山毛榉和枫树混合森林的落叶层中。它在平时相对罕见，通常藏在低矮的草本植物或灌木中。

它能发出听起来像拇指轻轻拨弄大量金钱的声音(蝌蚪从未经历过)，而不是亨德尔的咏叹调(后者是一种华丽的巴洛克风格)。)

但是对于咕鲁狼蛛来说，声音就是音乐。蜘蛛可以发出超越纯粹振动的求爱信号。人们似乎能听到这样的声音。这是前所未闻的发现。

“现在很安静，但是如果你和一只正在求爱的蜘蛛在一起，你会听到这种声音。”俄亥俄州辛辛那提大学的乔治·耶茨说，他和亚历山大·塞格尔共同发现了咕鲁狼蛛。这两位研究人员在宾夕法尼亚州匹兹堡举行的美国声学学会年会上报告了他们的发现。

许多蜘蛛只利用振动将信息传递给其他类似的物种，例如振动树叶或振动它们的网。

"蜘蛛只有在一定的分贝水平和大约一米远的地方才能被听到。"

但是咕鲁狼蛛不同。当它们长满胡须的四肢(靠近口器的器官)被用来振动落叶时，它们会发出可听见的类似敲击的声音。

因为我们还没有发现任何和耳朵有相同功能的蜘蛛器官，这个发现仍然是一个谜。

为了检测出这种“敲击声”不是普通的振动信号，Yoz和seguer使用一种被称为激光多普勒测振仪的振动检测器来检测蜘蛛发出的咕噜声，并将其转换成可听见的“音频”输出。

与此同时，研究人员使用一个标准麦克风来捕捉声音。在比较了这两种声音之后，他们发现振动声和敲击声完全是两种声音。

雄性狼蛛发出声音后，只有雌性狼蛛会发出咕噜声作为回应，这证明这种咕噜声是用来求偶的。

“我们还没有在狼蛛类中发现任何男性与男性交流的证据，”尤兹说。

雄性狼蛛只有在趴在振动的东西上时才会发出声音，比如树叶。雌性狼蛛只有在栖息在相似的表面时才会对雄性狼蛛做出反应。

尤兹和塞格尔认为，雌性狼蛛通过空气传播的声音来接收信号，这种声音会振动它们的叶子。

“我们认为这是雌性狼蛛‘听到’声音的方式，”塞格尔说。“为了探测振动，蜘蛛全身的感应器官都非常灵敏，甚至可以感应到低频声音，所以我们可以假设这只狼蛛会被空气传播的声音引导，从而探测物体表面的振动。”

咕鲁狼蛛可以让我们第一次更好地理解狼蛛是如何通过语音交流进化的。"动物的听觉信号最初可能是从振动中逐渐进化而来的，我们的发现表明了一个可能的进化过程."

(蝌蚪君是由新闻学家、原作者安迪·科兰、翻译家小莫编辑，转载时必须注明蝌蚪的出处。)

今天，中国科学院宣布了一项重大科学成果:由中科院西双版纳热带植物园的全瑞昌研究员和他的同事陈占奇组成的研究小组发现了世界上第一个哺乳动物通过母乳喂养养育后代的案例，为哺乳动物行为进化的研究方向开辟了一个新的领域。这项成就发表在11月30日的国际权威学术期刊《科学》上。

科学家发现蚂蚁蜘蛛的长期“哺乳行为”

哺乳动物一直被认为是哺乳动物的一种独特行为。尽管一些动物群体，如鸟类和蟑螂，也提供类似于“牛奶”的分泌物来喂养它们的后代，但就行为模式、持续时间和功能而言，它们远非真正的哺乳动物。中国科学院西双版纳热带植物园的研究人员发现，跳蛛(蚂蚁蜘蛛)具有长期的“哺乳行为”，这种哺乳行为在上述方面与哺乳动物极其一致。

大蚂蚁蜘蛛(照片:陈占奇)

“蜘蛛奶”是从生殖沟分泌的一滴

研究发现，新孵化的蜘蛛将通过从生殖沟吸取其母亲分泌的液滴来生长发育，并将在最初的20天内完全依赖这种液体生存。研究人员称这种液体为“蜘蛛奶”。成分分析表明，“蜘蛛奶”的蛋白质含量约为牛奶的4倍，而脂肪和糖的含量低于牛奶。这只20天大的蜘蛛可以长到它母亲身体长度的一半。从20天到40天，小蜘蛛会自己去打猎，并继续从它的母亲那里吸取“奶”，这是断奶前的过渡期。幼蛛从40天大的时候就完全断奶了，而幼蛛的长度已经达到成年蛛的80%。

研究发现，幼蛛在断奶后不会离开它的母亲，而是会继续回到巢中生活，甚至成年雌蛛的后代也会继续和母亲生活在同一个巢中。然而，当雄性蜘蛛的后代成年后，母亲和她的妹妹会把成年雄性赶出巢穴。这种蜘蛛会照顾它的成年后代，表现出超长的父母养育行为，这种行为一度被认为只存在于寿命较长的高级社会脊椎动物群体中，如人类和大象。

研究成果刺激动物圈

这两项发现(哺乳和超长父母养育)将激励科学家重新评估和定位哺乳的现状、进化历史和意义、哺乳行为和动物王国的长期父母养育，尤其是无脊椎动物。

国际著名动物学家尼克·罗伊尔认为，关于大型蚂蚁蜘蛛长期哺乳行为的研究成果非常令人兴奋。在整个动物世界中，除哺乳动物外，父母的后代很少从父母的身体中提供物质(如牛奶)。然而，这项研究发现了大蚂蚁蜘蛛长期养育其父母后代的证据，并为我们提供了一个非常全面的讨论。研究结果令人兴奋的是，它提供了迄今为止在无脊椎动物中发现的最全面的证据，证明了父母的长期养育。巨型蚂蚁蜘蛛独立于哺乳动物系统进化，这一发现将有助于科学家更好地理解父母长期母乳喂养后代的进化。

这项研究成果是中国科学院西双版纳热带植物园的陈占奇和全瑞昌的独创科学发现。该成果得到了国家自然科学基金面上项目、中国科学院东南亚中心、中国博士后基金、中国科学院西双版纳热带植物园135项目等的支持。

侏儒蜘蛛是极少数努力确保伴侣忠诚的生物之一。雄蜘蛛在交配过程中向雌蜘蛛注射“交配塞”，从而确保其他雄蜘蛛不能与雌蜘蛛交配，并且所有新生蜘蛛都是它们的后代。令人惊讶的是，“配对插头”的效用不仅与尺寸有关，还与它产生的时间长短有关。研究人员在最近的《行为生态学和社会生物学杂志》上发表了这一发现。“交配插头”最初处于液态，然后逐渐变硬，阻止其他雄性与雌性交配。

在最新的研究中，由德国格里夫斯瓦尔德大学的生物学家加布里埃尔·乌尔领导的小组允许从未交配过的雌性在移除雄性之前与雄性交配。他们发现交配时间越长，雌性蜘蛛体内留下的“交配插头”就越大。

后来，研究人员选择了其他雄性与雌性交配。他们发现第一只雄蜘蛛与雌蜘蛛交配的时间和第二只雄蜘蛛与雌蜘蛛交配的时间是不同的。研究人员还发现，尽管80%的雄性蜘蛛试图通过体内的“交配插头”与雌性蜘蛛交配，但只有少数成功了。这些成功要么打破了“交配插头”，要么把它们从雌性蜘蛛身上拿走。此外，“交配插头”越小，繁殖时间越短，第二只蜘蛛成功交配的机会就越大。此外，如果“交配插头”产生超过一天，第二次蜘蛛交配成功的机会将大大减少。

然而，如果“配对插头”本身非常大，即使它很长时间没有产生，它也将是“不可摧毁的”。

Uhl的团队还注意到，即使第二只雄性成功地与雌性交配，前者也会浪费大量的精液，因为研究人员在雌性生殖器上发现了大量的残留物。乌尔说:“这一发现表明‘交配塞’至少会干扰精液的输送。”

此外，彻底了解“配对插头”的化学成分将会给材料科学带来有益的启示，因为材料可以牢固地粘在粗糙的表面上。Uhl表示，如果这种物质可以人工合成，它将是一种非常优秀的强力粘合剂。

。TRS _编者按:0；底部边距:0；线高:1.5；}。TRS _编辑器DIV {页边距-顶部:0；底部边距:0；线高:1.5；}。TRS _编者按{页边空白:0；底部边距:0；线高:1.5；}。TRS _编者按:0；底部边距:0；线高:1.5；}。TRS _编辑跨度{页边距-顶部:0；底部边距:0；线高:1.5；}。TRS _编辑器FONT {页边距-顶部:0；底部边距:0；线高:1.5；}。TRS _编者UL {页边空白:0；底部边距:0；线高:1.5；}。TRS _编者李{页边空白:0；底部边距:0；线高:1.5；}。TRS _编者甲{页边空白:0；底部边距:0；线高:1.5；许多人对蜘蛛丝最直观的理解来自蜘蛛侠。拉动要倒塌的建筑物，拉动快速移动的火车等。由于蜘蛛丝的超强韧性，它吸引了科学家的注意，他们想开发出像蜘蛛丝一样坚韧的材料。

在最近发表在《自然通讯》杂志上的一篇文章中，南开大学的刘遵峰教授领导的一个研究小组用一种非常简单的方法成功地用水凝胶纤维制备了人造蜘蛛丝，达到了与天然蜘蛛丝几乎相同的机械性能。

蜘蛛丝一挥手，就断裂了。什么使它成为最强的材料？

在现实生活中，蜘蛛丝突然断裂的最根本原因是它太薄了。蜘蛛丝实际上具有极其独特的机械性能。

非常高的抗拉强度。抗拉强度是指材料在拉伸条件下的最大承载能力。蜘蛛丝的抗拉强度(高达1.4 GPa)相当于高级合金钢(0.42 GPa)，甚至可以达到芳纶纤维的一半，如凯夫拉纤维(3 GPa)。然而，丝或凯夫拉纤维几乎是不可拉伸的，而蜘蛛丝在自然状态下可拉伸其自身长度的40%，在高湿度环境下可拉伸其自身长度的5倍。

蜘蛛丝拉伸后几乎不反弹。这使得蜘蛛丝在拉伸过程中吸收大量能量，其韧性(表明材料在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力)平均为350兆焦耳/立方米，即每立方米吸收的能量达到350兆焦耳，比钢或芳纶纤维高几个数量级。韧性越好，发生脆性断裂的可能性就越小。除了不反弹之外，当蜘蛛被悬挂时，你几乎看不到它在旋转，这意味着蜘蛛丝也能吸收扭转旋转的能量。最后，蜘蛛丝在拉伸后暴露在湿气或水中时会恢复到原来的长度。这使得它在被来袭的猎物击中和拉伸后可以自动修复和重复使用。

左边是水凝胶纤维，右边是棉线。在盘旋后，棉线会不断转动，而水凝胶纤维不会。

如何用人工方法制备蜘蛛丝？

人们试图用丝蛋白来制造人造蜘蛛丝，并取得了一些成功。例如，科学家试图用丝蛋白直接纺人造蜘蛛丝。然而，由于蜘蛛的同类相食，它们不能像蚕一样容易地大规模饲养，并且很难扩大通过其他方法获得的蜘蛛丝蛋白。然而，用合成方法制备蜘蛛丝仍然是一个难题。

在研究聚丙烯酸水凝胶纤维的过程中，南开大学刘遵峰的研究小组发现，该纤维拉伸后不易回弹，并且其力学性能非常强，很容易达到数百兆帕。这种表演就像蜘蛛丝。因此，该团队对水凝胶纤维进行了更详细的研究，并开发了超强人造蜘蛛丝。

水凝胶纤维由聚丙烯酸制成。聚丙烯酸具有核-鞘结构，通过掺杂二价离子并扭转得到一定的扭转，其强度大大提高。纤维的拉伸强度可达0.89 GPa，拉伸长度可达自然长度的44.3%，模量(在胡克定律适用范围内，单轴应力与单轴变形之比)可达28.7 GPa，韧性可达370 MJ·m-3，阻尼效率(即加载过程中的能量损失与总能量之比)可达95%。

人造蜘蛛丝绳索具有巨大的应用潜力。

在实验中，研究人员用“人造蜘蛛丝”制成的“球拍”在金属重物下落时起到很好的缓冲作用。同时，在湿度增加的情况下，它会慢慢恢复到原来的形状。

在另一个捕捉蛋的实验中，让蛋以一定的速度落下，观察不同材料网的结果。水凝胶网发生塑性变形，鸡蛋被安全捕获，没有破裂。

棉线网被太多的撞击打破了。

松紧带网太有弹性，鸡蛋被弹了出来。

该人造蜘蛛丝水凝胶纤维具有较好的减震效果，可用作火灾逃生或其他高空坠落的缓冲工具。它的强度很高，所以不容易折断。同时，具有较好的拉伸效果，可以增加负重时间，减少整个下落过程中的冲击力。因此，由人造蜘蛛丝制成的绳索实现了缓慢下降和自救。这种特殊的绳子可以承受人体的重量，拉伸缓慢，不会像橡皮筋一样弹。这大大降低了人体或物体下降的速度，从而起到缓冲作用。

水凝胶纤维人造蜘蛛丝可以大量生产吗？

水凝胶纤维是用化学合成法制备水凝胶溶液，然后用直接纺丝法纺成丝。该方法易于实现大规模生产，成本相对较低。