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《当代生物学》:鬼面蛛没有耳朵 却有超强听力

鬼面蛛有八个眼睛,其中朝向正面的两颗超大眼睛是它获得这个名称的原因。 PHOTOGRAPH BY JAY STAFSTROM

鬼面蛛有八个眼睛,其中朝向正面的两颗超大眼睛是它获得这个名称的原因。 PHOTOGRAPH BY JAY STAFSTROM 

根据这份研究,鬼面蜘蛛会用丝织出一个有黏性的网子,然后以子弹般的极快速度,在头顶上方「翻转」以捕捉飞行中的昆虫。 PHOTOGRAPH BY JAY STAFS

根据这份研究,鬼面蜘蛛会用丝织出一个有黏性的网子,然后以子弹般的极快速度,在头顶上方「翻转」以捕捉飞行中的昆虫。 PHOTOGRAPH BY JAY STAFSTROM

(神秘的地球uux.cn报道)据美国国家地理(撰文:LIZ LANGLEY 编译:潘可华):鬼面蛛没耳朵,却有超强听力!这些大眼蜘蛛能用它们腿里的器官听见出人意料的广泛音频,这是在其它蜘蛛种类看不到的能力。

不管是谁帮鬼面蛛(Ogre-faced spiders)命名的,他显然对它们巨大的双眼感到惊艳。这两颗怪物般的眼球能在黑暗中锁定目击猎物。

但人们后来发现,这种夜行性的蛛形纲动物完全是因为另一种感官而值得关注:听觉。一项新研究显示这种蜘蛛能在1.8公尺的距离外听见惊人的音频范围,这都要感谢长在它们腿上的感觉器官。

鬼面蛛原生于美国东南部,它们的狩猎方式是将自己悬挂于植物群落中,然后「向后翻」,将空中的猎物捉进一个有黏性的网子中。

杰.斯塔夫斯特罗姆(Jay Stafstrom)是康乃尔大学一名专攻神经生物学的博士后研究生。他对这种蜘蛛敏捷的身手感到好奇。早些时候,他做了一个实验,用一片矽胶遮住蜘蛛的双眼。有趣的是,这只被遮蔽双眼的狩猎者仍然能够捉住飞行中的昆虫,显示它们其实是「听见」了猎物。

一般而言,蜘蛛并没有耳朵。但愈来愈多证据显示有些蜘蛛──比如跳蛛(​​jumping spiders)、捕鱼蛛(fishing spiders)、以及现在正在谈论的鬼面蜘蛛──能够透过腿上一种以神经为基础的受器听见声音。这些受体像耳朵般地运作,接收声波并将这些刺激传送到脑中。我们都知道蜘蛛能感受猎物在它们网子上蹑手蹑脚时造成振动,但那并不是「听见」。

鬼面蛛令人惊艳的地方在于它们的听力有「多好」,斯塔夫斯特罗姆说。斯塔夫斯特罗姆的研究在10月29日发表于《当代生物学》(Current Biology)期刊。不同于一些物种(例如跳蛛)无法听见高频率的声音,鬼面蜘蛛不仅能侦测到低频率的昆虫翅膀挥动声,也能侦测到它们的主要天敌──鸟类高频率的鸣叫声。 」斯塔夫斯特罗姆发现。

「在这么简单的生物身上发现这么高级的听力,能帮助科学家了解听觉是如何演化出来的,」森.斯瓦林汉(Sen Sivalinghem)说。斯瓦林汉是多伦多大学的一名感官生物学家,他并没有参与这项研究。

「了解感觉资讯是如何在相对简单、神经元较少的动物脑中被处理,以及这如何影响生物的行为和决定,将为所有大脑的运作和机制提供见解,」他说:「包括人脑在内。」

在他们新的实验室实验中,斯塔夫斯特罗姆和同事将微小的电极打入蜘蛛的脑中以及和身体分离的腿中(这些腿在与身体分离后一小时内仍能对声音有所反应)。科学家猜测位于每条蜘蛛腿末端附近、负责感觉震动的「跖节器官」(metatarsal organ)也是它们的听觉器官。

于是,科学家们从距离大约 1.8 公尺处制造出各种音高的声音。根据电极读数的结果,当暴露在低频率和高频率的声音中时,蜘蛛的脑和跖节器官变得活跃;而当科学家废除了蜘蛛的跖节器官时,这种蛛形纲动物对于声音的反应则变得没有那么强烈,显示这项器官的功能类似于耳膜。

为了确认在实验室中的发现,研究团队也在蜘蛛的原生栖地──佛罗里达州的盖恩斯维尔城(Gainesville)对它们进行测试──在夜晚同样在距离1.8 公尺处制造出相同的声音。

测试的结果是一样的:当听见模仿昆虫翅膀的低频率声音时,蜘蛛便掷出它们的网;当听见显示天敌在附近的高频率声音时,它们便保持不动。这些反应强化了研究人员的发现──蜘蛛们不只是对网子的震动做出反应,它们实际上还听得见声音,此研究论文的作者说。

「大家都知道要记录蜘蛛的脑部活动极为困难,」他补充道,这意味着「关于蜘蛛感觉资讯的处理方式,以及哪些资讯对它们来说是重要的,我们其实所知甚少。但这类型的研究能够弥补这方面的知识间隙。」

与时俱进的科技

「这项发现还可能催生出了更好的声音侦测科技,例如超敏锐麦克风。」斯塔夫斯特罗姆说。

既然鬼面蛛已经「演化出对于这项奇怪行为的熟练技巧,」他说:「我们或许能够以某些形式进行模仿。」

例如,他想像一种蜘蛛形状的麦克风或智慧型扩音器,拥有八条「腿」,每一条上面都有一个感应器,这样「你就能够对声音的来源、速度、和行进方向进行非常好的运算。」这样的仪器对于在一堆嘈杂声中侦测出某种特定声音或许会非常有用,他说。

「我们认为这些蜘蛛身上藏了极为珍贵的资讯。」




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