古老的圆网

在雾天的早晨，夏洛的网真是一件美丽的东西。这天早晨，每一根细丝点缀着几十颗小水珠。网在阳光中闪闪烁烁，组成一个神秘可爱的图案，像一块纤细的面纱。
　　—— E. B. 怀特，《夏洛的网》


　　许多蜘蛛会结出精致的圆网，科学家发现它们至少在上亿年前就进化出了这种本领。

　　蜘蛛的网常常悄然出现在长久没有清扫的房间角落。对于普通人而言，蜘蛛网并不是什么了不起的东西，用扫帚轻轻一拂，蜘蛛网就被扫掉了。但是蜘蛛网本身确实是大自然的奇迹。如果用蜘蛛丝制成和普通钢丝绳一样粗细的绳索，那么它可以吊起上千吨重的物体。相比之下，蜘蛛人的蛛丝似乎有些大材小用。按照强度类推，蜘蛛人的蛛丝足可以吊起一幢楼房，然而他却只用这种蛛丝来支撑身体。

　　蛛丝的这种抗拉的性能得到了许多科学家和工程师的关注。由于蛛丝本身是蛋白质，这种高强度的“生物钢”可以用于医学领域，例如可以作为人造关节的韧带，还可以作为手术的缝线 。如果用蛛丝蛋白制成防弹衣，它的防弹性能可以大大提高，而且不会增加防弹衣本身的重量。

　　在自然界里，还有其他一些动物可以制造丝，最著名的是蚕。许多毛虫也会用丝结茧，甚至某些蜜蜂也能够吐丝，然后它们制造的丝蛋白的强度都不及蜘蛛所制造的。

　　但是蜘蛛不是蚕，不能大规模地驯化养殖。而用人工方法制造出的蛛丝蛋白往往又达不到天然蛛丝的性能。蛛丝的秘密确实是令生物学家非常感兴趣的一个问题，不仅仅是因为它们的超级性能，也是因为它们的起源。

　　研究蜘蛛的基因可以让科学家推测出蜘蛛在什么时候进化出了结网捕食的本领。与许多人所认为的相反，并非所有的蜘蛛都会结网。面目狰狞、让人退避三舍的狼蛛就不会结网，它也许会守株待兔，但是不会预先设置一张粘网，把猎物粘住（可以想象，即便蛛丝非常结实，支撑狼蛛这样的庞然大物，也需要相当粗的直径）。而剧毒的“黑寡妇”蜘蛛只能吐出一团乱糟糟的蛛丝。

网中央

　　巨眼蛛和圆蛛科的蜘蛛能结出漂亮的网。这种圆形的网也是我们在房屋角落里最常见到的。 这两类蜘蛛首先都会选好一块用于架设“陷阱”的位置。然后它们结出一张辐射状的网。这张辐射状的网不会粘住蜘蛛本身（否则就变成了做网自缚）。当网的“骨架”完成之后，这两种蜘蛛就开始在骨架上放置一圈一圈的蛛丝——这就是所谓的圆网。

　　然而，尽管圆网和圆网看上去都大同小异，这两类蜘蛛织出的网还是有一些微小的差别。巨眼蛛使用的是一种比较古老的方式。就像喷墨打印机的打印头喷出墨水构成图形，在巨眼蛛的腹部也有数千个蛛丝的“喷口”，每一个都只有数十纳米的直径。丝腺分泌的液体蛛丝蛋白从“喷口”挤出后，就形成了固态的蛛丝。巨眼蛛制造的这种蛛丝不但是固态的，而且本身不具有胶水一样的粘性（是干丝）。但是这种蛛丝仍然可以捕获猎物，因为它的结构就像棉花糖一样。当一只不幸的苍蝇或者蚊子撞上巨眼蛛的网，这种蛛丝就如同尼龙搭扣，把猎物牢牢地抓住。

　　而圆蛛的方法似乎更加符合人类的习惯。我们用胶水粘贴纸张、修补自行车内胎，圆蛛则用这种方法获取食物。在圆蛛的腹部有一对巨眼蛛不具有的丝腺，这对丝腺可以分泌出具有粘性的单根蛛丝。圆蛛只需要绕着蛛网的辐射状骨架转运动，就可以把这种粘性蛛丝简单地喷涂在上面。在大自然中，圆蛛的类型远远超过巨眼蛛，原因大概也很简单：圆蛛用这种方法制造蛛网，所需精力只有巨眼蛛的1/10，而实际的粘性却是巨眼蛛的13倍。而且圆蛛的粘性蛛丝的“隐形”性能更好，让迎网飞来的昆虫更不容易发现。换句话说，圆蛛比巨眼蛛的生存（捕食）本领更强。

相似的圆网，不同的织网方式

　　然而，圆蛛和巨眼蛛织网方法的不同，也让生物学家产生了疑惑。早先，生物学家一度推测，由于这两类蜘蛛使用不同的粘住猎物的方式（“尼龙搭扣”和粘性蛛丝），它们可能各自独立进化出了织圆网的本领。后来通过对两类蜘蛛织网技巧的观察，生物学家更倾向于认为这两类蜘蛛的织网本领来自同一个祖先。

　　如今，美国加州大学河边分校的一组科学家，通过对这巨眼蛛蜘蛛的基因进行研究，证实了它们的织圆网本领具有同一起源。此前科学家主要把注意力放在圆蛛（吐粘性丝的蜘蛛）身上，这次，这组科学家测定了两种巨眼蛛Deinopis spinosa和Uloborus diversus的丝腺的DNA。结果他们发现，这两种巨眼蛛所拥有的几种和蛛丝有关的基因（被称作Flag、MaSp1和MaSp2基因），和圆蛛相应的基因类似。而圆蛛使用这几种基因制造没有粘性的辐射状蛛网骨架和有粘性的轮状结构，因此，他们认为巨眼蛛和圆蛛这两类蜘蛛，使用的是同一种织网技术，而不是各自独立发明的。

　　“与圆网的设计曾经多次进化出来的观点相反，我们发现丝蛋白的分类和系统发生学支持了圆网具有单一起源的理论，这种圆网起源1.36亿年以前，”这组科学家在发表于6月23日出版的《科学》杂志的论文中写道。

先被蛛丝缠住，再被松脂封起，这只苍蝇还真是不幸

　　在同一起的《科学》杂志上，还有一篇关于蜘蛛网的论文，从侧面支持了它们对于圆网的这种推测。美国自然博物馆的一组科学家在一块琥珀中发现了“蛛丝马迹”。这块在西班牙发现的小小琥珀中固化了一只苍蝇和一只螨。更令人惊奇的是，在琥珀中可以看到数十根粘性的蛛丝粘住了它们。据测定，这块琥珀已经有1.1亿年的历史。科学家推测，这两只可怜的虫子很可能是被一张圆网粘住的。

　　还有其他的发现也证实了圆网的古老起源。不久前，英国和西班牙的科学家宣布他们发现了最古老的能织圆网的蜘蛛。这只2毫米长的蜘蛛被固化在了一块琥珀中，距今1.15亿年。它同样是在西班牙被发现的。

　　下一次当你用扫帚扫掉圆形蜘蛛网的时候，你也许可以在脑海中想象一下，这种精巧的结构，其实比人类的历史更长。