來自澳大利亞麥考瑞大學的研究團隊近日在昆士蘭州北部雨林中,記錄到一種前所未見的特殊捕食行為:一類尚未正式命名的小型夜行蜘蛛,利用絲構成的“彈簧陷阱”,專門捕獵一種攻擊性極強的綠樹蟻,并將獵物以驚人的速度彈射進蛛網。
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這項研究在庫克敦附近的雨林完成。科研人員觀察到,當一只綠樹蟻在林地附近覓食時,會被一個看似不起眼的絲質小圓錐所吸引并咬住,而就在螞蟻咬斷絲錐與地面之間的連接瞬間,陷阱隨即觸發,將螞蟻猛然拋向上方預設好的蛛網,實現一次精準而高效的伏擊。
研究人員將這種蜘蛛昵稱為“弩炮蜘蛛”(ballista spider),名稱源自古羅馬用來發射石塊和巨矢的攻城武器,形象地反映出其彈射獵物的捕食方式。該蜘蛛尚未獲得正式學名,但隸屬于 Propostira 屬。最初的發現來自生物醫學研究科學家、同時也是蜘蛛分類學家和攝影師的 Gregory J. Anderson 教授。
為詳細記錄這種獨特行為及蛛網的力學特性,研究團隊由麥考瑞大學的 Ajay Narendra 教授與研究生 Pranav Joshi 領銜,在庫克敦附近雨林連續蹲守 10 天 10 夜,尋找這些蜘蛛并觀察其夜間活動,同時使用高速與紅外攝像機拍攝捕食過程。
研究指出,專門捕食螞蟻的行為在蜘蛛中本就罕見,而專門獵食單一螞蟻物種更是堪稱“極致專化”。Narendra 教授表示,螞蟻并非被動獵物,它們擁有化學防御手段,還能通過信號迅速召集群體,利用數量優勢反擊潛在捕食者,因此以螞蟻為主食的策略風險極高。
“在蜘蛛中,以螞蟻為主要獵物本就極不尋常,更不用說只吃某一種螞蟻的情況,”Narendra 教授指出,“許多螞蟻物種具備多樣的化學防御能力,包括螫刺等手段,還能通過警報信號在極短時間內召集數百甚至上千個同伴,對捕食者形成壓倒性反擊。”
研究顯示,弩炮蜘蛛采取的是高度隱蔽、分步進行的捕獵策略。白天,它們會躲藏在綠樹蟻覓食路徑上方的葉片背面,避開視線與陽光暴露。入夜后,蜘蛛從高處垂降 50 厘米甚至更遠,在葉片、樹枝或地面上建立一處錨點,隨后花費最長可達 4 小時,構建由 15 到 60 根被拉緊的絲線組成的垂直束狀結構,將其編織成接近地面的錐形裝置。
在制作完成的最后階段,蜘蛛會用較細的絲將整體包裹,讓這束絲線成為一個儲能結構,然后快速爬回上方主蛛網位置。不久之后,一只綠樹蟻被吸引到該結構附近,對其發起攻擊并咬斷錐體與地面錨點之間的關鍵連接。此時,絲線中儲存的彈性能瞬間釋放,將螞蟻以超過 1300 米每二次方秒的加速度彈射 30 多厘米高,直接拋入蜘蛛事先布好的主網中。
在整個過程中,蜘蛛并不會立即接近,取而代之的是等待螞蟻在網中被絲線完全纏住,再緩慢靠近進行進一步包裹和進食。研究團隊推測,在最后的構建階段,蜘蛛可能在絲錐上附加了特定信息素,以誘導綠樹蟻工蟻前來,并觸發其攻擊行為,從而完成“獵物主動咬斷觸發裝置”的精妙設計。
Narendra 教授指出,這可能是迄今唯一一例蛛網專門針對單一獵物物種設計,并且由獵物自身行為觸發的捕食機制。“這一裝置極有可能依賴特定的化學信號來吸引綠樹蟻工蟻,使其處于高度攻擊狀態,自行咬斷關鍵連接線,由此激活陷阱。”他表示。
為進一步理解這一機械結構背后的絲材特性,研究共同負責人、專注于蜘蛛絲生物力學的 Jonas Wolff 博士專程前往澳大利亞,在自然環境中觀察這些蜘蛛,并采集絲樣本帶回德國格賴夫斯瓦爾德大學進行物理測試與掃描電子顯微分析。
研究團隊關注的核心問題是:如此小型的蜘蛛如何克服綠樹蟻強大的附著力,將其從地面彈射而起。綠樹蟻足部具有黏附墊,可牢牢抓附基底,因此陷阱必須產生遠超螞蟻體重的力才能將其整體拉離地面。分析結果表明,弩炮蜘蛛的裝置依靠儲存在絲線中的彈性能量工作,其原理類似于被拉伸的橡皮筋,但完全由生物絲構建。
Narendra 教授表示,“弩炮蜘蛛的絲線結構被生物工程化,用于高效儲存彈性勢能并快速釋放,從而實現極高的瞬時功率密度,超過目前已知的其他基于蛛絲的生物彈射系統。”他補充道,“由于綠樹蟻具有強力黏附足墊,這束拉緊的絲線在收縮時必須克服遠高于螞蟻自身體重的阻力,才能將其從地面抬離并拋射到空中。”
研究認為,這一陷阱機制是弩炮蜘蛛針對高風險獵物長期演化出的極端特化結果,使其能夠在安全距離外,將具有潛在致命威脅的螞蟻單個“挑揀”出來并搬離蟻路和巢區,從而降低被大規模反擊圍攻的風險。
相關成果以 “Ballistic high-powered spider webs overcome dangerous prey defenses”(《高速彈射蛛網克服危險獵物防御》)為題發表在 2026 年 6 月 22 日的《當代生物學》(Current Biology)上。研究由歐洲研究理事會“SuPerSilk”起始資助項目及澳大利亞研究委員會探索項目等提供經費支持。
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