雄性蜘蛛學(xué)習(xí)行星怎樣繞恒星運(yùn)行

Skin

雄蜘蛛“求愛(ài)”的賽場(chǎng)

動(dòng)物世界可能比我們想象的還要更危機(jī)四伏，如果你是一只蜘蛛，“找對(duì)象”這件事情不僅很難，還有可能招來(lái)生命危險(xiǎn)。對(duì)于一些需要織網(wǎng)的蜘蛛來(lái)說(shuō)，當(dāng)雄性尋找配偶時(shí)，就需要走過(guò)一條漫長(zhǎng)又危險(xiǎn)的的路——雌性蜘蛛的網(wǎng)。它們通常需要在雌蛛的網(wǎng)中心處交配。

雌性和雄性蜘蛛往往在外貌上有相當(dāng)大的差異，就黃蜂蜘蛛而言，雄性蜘蛛一般長(zhǎng)約4.5mm，而雌性的平均長(zhǎng)度為15mm，也就是說(shuō)雌性在體形上就比雄性大3倍左右。

如果只是體形看起來(lái)具有威脅性也就算了，最危險(xiǎn)的是，雄蜘蛛的求偶往往是“自殺式”的。多倫多大學(xué)的一項(xiàng)研究就發(fā)現(xiàn)，65%的雄蜘蛛會(huì)在交配時(shí)被雌蛛吃掉。像是我們熟知的“黑寡婦蜘蛛”、赤背蜘蛛都可能有一種自我犧牲式的求愛(ài)過(guò)程。

對(duì)于蜘蛛來(lái)說(shuō)，這可能是一種“利益最大化”的方式。吃掉雄性的蜘蛛，不但可以延長(zhǎng)交配時(shí)間，為雌蛛提供充足的養(yǎng)分，還可以讓雌蛛后代的數(shù)量成倍增長(zhǎng)，對(duì)繁衍蜘蛛后代有重要的意義。不過(guò)，在蜘蛛求偶的過(guò)程中，這種危險(xiǎn)也存在著。雄蜘蛛們通常需要在喪命風(fēng)險(xiǎn)與找對(duì)象的回報(bào)之間反復(fù)權(quán)衡，調(diào)用一些特殊的生存方案。

在這個(gè)過(guò)程中，雄蜘蛛一定要掌握好“非誠(chéng)勿擾”的距離感。如果它過(guò)于熱情或魯莽，會(huì)被雌蜘蛛察覺(jué)到，甚至?xí)怀缘簟Ｈ绻^(guò)于膽怯，又會(huì)被其他“競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手”搶先一步。雖然雄蜘蛛的求偶路線(xiàn)在我們看來(lái)更像是一種大逃亡，但研究者卻試圖構(gòu)建出這場(chǎng)“相親比賽”中的理論框架，采用一些更容易理解的模型來(lái)解釋動(dòng)物在空間中的運(yùn)動(dòng)方式。

馬克斯普朗克動(dòng)物行為研究所的團(tuán)隊(duì)就提出：雄蜘蛛在蜘蛛網(wǎng)上運(yùn)動(dòng)的軌跡，似乎能用行星繞恒星旋轉(zhuǎn)的原理，或者電子繞原子核的原理來(lái)解釋。

雄蛛可能在求偶過(guò)程中面臨生命危險(xiǎn)

這似乎和行星繞著恒星旋轉(zhuǎn)的原理相似，如果較小的行星或衛(wèi)星離得太近，或走錯(cuò)了路線(xiàn)，可能就會(huì)被恒星強(qiáng)大的吸引力所吸引，最后導(dǎo)致自身的毀滅，而這個(gè)道理放在蜘蛛上也是同理。而這一原理，剛好和研究人員在巴拿馬熱帶雨林中觀察到的蜘蛛行為吻合。但同時(shí)，雄蛛又需要打起精神來(lái)，在其他雄蜘蛛到達(dá)之前搶先求偶。

在這種情景下，研究者提出，這些相互競(jìng)爭(zhēng)的雄蜘蛛就像是圍繞原子核旋轉(zhuǎn)的電子一樣，互相感知，又相互排斥。研究者提出的這一物理模型可以有效地解釋為什么雄性之間在網(wǎng)上的相互運(yùn)動(dòng)，以及大小不同的雄蜘蛛相互斗爭(zhēng)的行為。

雄蜘蛛：啥？找對(duì)象還要先學(xué)物理？

根據(jù)這樣的物理公式計(jì)算得出，體形較大的雄蜘蛛似乎能夠以更快的速度到達(dá)心儀的對(duì)象。事實(shí)證明果然如此，如果雄性蜘蛛想要找到對(duì)象也需要讓自己變得更加“強(qiáng)壯”。不過(guò)，研究者也補(bǔ)充道：也許蜘蛛和原子本身相去甚遠(yuǎn)，而蜘蛛的“求愛(ài)走位”，可能也并不需要它們擁有復(fù)雜的認(rèn)知機(jī)制和物理知識(shí)。但我們依舊可以以“原子粒子”來(lái)觀察和解釋蜘蛛解決復(fù)雜任務(wù)的能力，畢竟它們都有一個(gè)共同點(diǎn)：都是大自然的神奇造物。

（本文經(jīng)授權(quán)轉(zhuǎn)載自“把科學(xué)帶回家”公眾號(hào)，有刪節(jié)）