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蜘蛛“聆听”蛛网的声音来探测猎物

了解蜘蛛丝振动如何通过独特的声波特性帮助蜘蛛探测猎物和配偶。提升您对这种自然奇观的认识。

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就像街头艺人一样,蜘蛛也会拨动它们的“琴弦”来寻找食物和潜在配偶。来自牛津大学、谢菲尔德大学和斯特拉斯克莱德大学的一个研究团队正在研究蜘蛛网的振动方式,他们发现蜘蛛丝能够发出比大多数材料更广泛音调范围的声音。蜘蛛利用这些振动来确定它们是抓到了猎物、有配偶靠近,还是需要修补网。研究人员有可能利用蜘蛛丝独特的声波特性来制造轻量级传感器和执行器。美妙的振动 为了实现这一发现,研究人员从金丝圆蛛(orb weaver spider)中提取了金丝,安装了单股丝线,并将其与尼龙、铜铍合金线和蚕丝进行了测试。他们将一个扬声器放在材料旁边发出声音,以测量声波穿过纤维的运动。研究人员还对这些丝线进行了高速弹道测试。高速摄像机捕捉了测试画面,激光记录了沿0.004毫米丝线的最微小振动的测量数据,《连线》杂志报道称。

他们发现蜘蛛丝具有高度敏感性,可以调整到不同的谐波,使蜘蛛能够“聆听”它们的世界。例如,垂直于丝线传播的波与沿着丝线传播的波具有不同的特性。

拨动琴弦

众所周知,蜘蛛通过腿上的器官来解读振动,这些器官被称为裂缝感觉器(slit sensillae)

,它们是微小、超敏感的凹槽,即使是最小的干扰也会使其变形。当一只苍蝇撞击蜘蛛网时,蜘蛛会拨动传递来自挣扎昆虫信息的单根丝线,以解读流经丝线的数据。根据他们的研究结果,研究人员假设蜘蛛网的形状可能基于声学校准设计。“丝绸的声音可以告诉它们网中缠住的是哪种猎物,以及潜在配偶的意图和质量,”牛津大学研究员贝丝·莫蒂默(Beth Mortimer)在新闻稿中说

。“通过像吉他弦一样拨动丝线并聆听‘回声’,蜘蛛还可以评估其网的状态。”研究人员将在《Advanced Materials》杂志上发表他们的发现。

神奇的蜘蛛网 蜘蛛丝对工程爱好者来说并不陌生,他们提议利用这种极其坚固轻巧的丝线来制造防弹背心、电缆,甚至是人造肌肉。最新的发现只是另一个密切关注这些以我们天花板角落为家的吐丝生物的理由。现在,是时候观看一只蜘蛛利用振动信号锁定猎物了。

图片来源:Ian Grainger/Shutterstock

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