[蜘蛛篇]捕风者

这是一个很老的冷笑话了:说有个科学家逮了几只蜘蛛,把它们都放到桌子上,然后冲它们大吼,结果蜘蛛……当然都跑了。还没完,这个科学家随后又把这些蜘蛛都逮回来,把它们的腿都切掉,再冲它们大吼,这次没有一只蜘蛛逃跑了……于是科学家得出这样的结论:蜘蛛的耳朵是长在腿上的!这个笑话的笑点当然是在“科学家”的这个荒谬的研究方法上,但如果究其结论——“蜘蛛的耳朵长在腿上”,倒也不能算全错。虽然没有我们生物学定义上的耳朵,但蜘蛛确实是是靠腿来“听”的。 靠腿怎么听?先别急,在回答这个问题之前让我们先来考虑一下哺乳动物——比如我们人类,是如何听到声音的吧。在我们人类的耳朵中,有一组重要的小零件,它们被统称为“毛细胞”(Hair cell).这些毛细胞位于内耳耳蜗的薄基膜上,在柯蒂氏器(Organ of Corti)的内部。根据解剖学和功能上的分类,这些毛细胞又可细分为“外毛细胞”和“内毛细胞”,而每个毛细胞上都生长出很多硬纤毛(Stereocilia)。 柯蒂氏器的解剖结构(图像来源:wikipedia) 因为在实验上存在困难,科学家们对毛细胞的具体功能机制还不甚明晰。根据以往的研究,简单来说,外毛细胞起到放大声音信号的作用,而内毛细胞起到将声音震动转成电信号并通过听觉神经传递到脑干和听觉皮层的作用。单侧内毛细胞总数约3500个,外毛细胞约9000到12000个。毛细胞凋亡后不能再生,如果毛细胞损伤过于严重,将降低听觉敏感度,比如引发感觉神经性耳聋。不过根据近09年的一篇报道,英国科学家已成功在实验室内用干细胞培育出了内毛细胞,为耳聋患者恢复听力带来了希望。 说了这么多,看起来好像和蜘蛛没啥关系,但事实上——解决蜘蛛听觉之谜的钥匙也就在这些“毛细胞”上,只不过蜘蛛的“毛细胞”都长在了腿上而已,使得蜘蛛本身好像变成一个“耳朵”。这些毛又被形象地称为“听毛”(Trichobothria).利用听毛,蜘蛛通过解析声音引起的空气流动,来判断声音的来源。 蜘蛛的听毛(图像来源:http://ednieuw.home.xs4all.nl) 2011年年底,几位物理学家对蜘蛛的听毛做了进一步的研究。他们发现如果外界的声频发生改变,蜘蛛听毛的摆动速率也会随之改变,进而发现蜘蛛的听力范围为40Hz到600Hz(人类的听力范围为20Hz到2000Hz).相关实验的视频请点击这里(Youtube). 谈到了蜘蛛的“捕风技”,最后稍微谈谈蜘蛛的“捉影技”——视觉。也许蜘蛛能算得上个“捕风”的高手,但至于“捉影技”——根据蜘蛛具体分类的不同,也是千差万别。蜘蛛家族里视力最好的当属跳蛛(蝇虎科),它们的视力近乎于人类,且有研究表明它们有分辨颜色的能力。再其次是狼蛛和猞猁蛛(lynx spiders).视力最不好的是洞穴蜘蛛,它们几乎没有视觉,捕食只能依靠听觉和触觉。