蜘蛛吐絲？居然被騙了這麼多年！

蜘蛛的絲是無限的嗎

最近，電影《蜘蛛俠：英雄歸來》燃爆各大院線，雖然依舊是超級英雄打敗暗黑小強的經典套路，但其優秀的製作仍令一眾漫威迷們大呼過癮。

圖1 - 《蜘蛛俠：英雄歸來》電影海報（圖片來源：culturenl。co。uk）

據說，這部電影還有個譯名叫《蜘蛛俠：返校季》，這個名稱可以說十分貼近劇情了，可對於有“開學恐懼症”的小夥伴而言無疑略顯驚悚。不過，既然提到了返校，總要聊點學習上的事兒……

圖2 - （網路圖）

我們知道，蜘蛛俠擁有自制的蛛網發射器，只需小手一抖就能蛛絲我有，自然界的蜘蛛可沒有機械式的蛛網發射器，它們是怎麼製造出蛛絲的呢？很多人都會說蛛絲是蜘蛛吐出來的，古人也多持此觀點，比如蘇拯的《蜘蛛諭》寫道：“蜘蛛吐出絲，飛蟲成聚血。”梅堯臣在《詠蜘蛛》一詩中則說：“日結一尺網，知吐幾尺絲。”

然而，蛛絲真的是蜘蛛“吐”出來的嗎？

圖3 - 蜘蛛俠的蛛絲髮射器，蜘蛛紡絲的腺體可比它發達多了（圖片來源：www。neogaf。com）

蛛絲看起來十分纖細，但其機械效能卻超乎尋常，它是人們迄今所知道的最結實的天然纖維，素有“生物鋼”之稱。實驗發現，要想拉斷相同粗細的蜘蛛絲和鋼絲，前者所需拉力足足是後者的100倍以上。此外，蛛絲還具有優異的韌性，一隻快速飛行的蜜蜂撞到蛛網上，蛛網往往毫髮無損，按此推算，一束鉛筆粗細的蛛絲完全能阻擋一架飛行中的波音747飛機！

圖4 - 擺起八卦陣，專捉飛來將（圖片來源：indianexpress。com）

實際上，如此強悍的蛛絲並不是蜘蛛從嘴中“吐”出來的，而是由蜘蛛腹部的紡絲器紡出來的。

一般而言，一隻蜘蛛有3對紡絲器（個別有1對或4對），即前紡絲器、中紡絲器和後紡絲器，每對紡絲器的作用各不相同，紡絲器上有數個至數萬個紡絲管與絲腺相連。蜘蛛歷經億萬年的進化，絲腺已經高度發達，在不同的生命階段，絲腺會產生功能各異的絲，這些蛛絲可用來製造卵袋、結網、交配、逃生或傳遞資訊等。以生活中常見的大腹園蛛為例，它有7種專門製造蛛絲蛋白的腺體，其中大囊狀腺、梨狀腺與前紡絲器連線，小囊狀腺、管狀腺、葡萄狀腺與中紡絲器連線，集合狀腺、鞭毛狀腺與後紡絲器連線。

圖5 - 蜘蛛的紡絲器（圖片來源：參考文獻［5］）

蜘蛛的腺體內儲存著絲液，當它打算結網時，絲液就會透過S形紡絲管流出體外，在這個過程中，絲液會發生一系列物理和化學反應。聰明的蜘蛛會首先將絲液粘到一個固定物上，透過急速移動身體將絲液拉成絲線。此時如果你按住蜘蛛讓它的腹部動彈不得，或者索性扯斷蛛絲，你會發現它將不再“吐”絲。這表明，只要蜘蛛無法移動腹部，或者缺少固定絲線的物體，它就無法生產出蛛絲。

科學家們進一步研究發現，蜘蛛的絲液是一種黏性液體，主要由絲蛋白組成，如果蜘蛛行動過於緩慢，絲蛋白分子間就只有相互滑動，不會發生其他物理化學變化，只有當蜘蛛迅速移動時，絲蛋白分子才會來不及流動就被拉伸開來，形成新的排列，從而產生強烈的結合力。

圖6 - 蜘蛛絲的微觀結構（圖片來源：www。ncbi。nlm。nih。gov）

可見，形成蛛絲最重要的條件是拉力，也就是說，蛛絲並不是“吐”出來的，而是“拉”出來的！

說到這裡，有小夥伴或許會疑惑：蛛絲源自蜘蛛的腹部，拉絲還可以理解，可蠶絲卻是從蠶寶寶的嘴裡出來的，難道也是拉出來的嗎？答案是肯定的。研究發現，蠶絲的成分、結構與蛛絲很相似，產生過程也十分雷同，例如，當一隻蠶寶寶準備“作繭自縛”時，它便會從嘴中分泌絲液粘到物體上，隨後就開始搖頭晃腦地拉絲，漸漸織出一個蠶繭。

圖7 - 蠶寶寶：我才不是“吐”絲呢，我是在“拉”絲（圖片來源：matter。media。mit。e

蛛絲和蠶絲的拉絲現象是流變學（註釋）研究的內容之一，之所以存在這種現象，主要是因為蛛絲和蠶絲既有黏性又有彈性，黏性使絲液可以流動，這是拉絲的基本條件，而彈性則起到輔助作用，使絲液有回縮的趨勢。

其實，對於吃貨們來說，拉絲的現象並不陌生：當你夾起一塊拔絲蘋果時，黏稠的糖稀會被拉成一條長長的絲；當你切開一塊蓮藕時，其中的黏液也會被拉成細絲；當你掰開一顆優質的金絲小棗時，還是會看到黏液拉絲的現象……正所謂“世事洞明皆學問”，即使從拉絲這件小事來看，吃也是一門學問。

註釋：

流變學：研究材料的流動和變形的科學，是一門介於力學、化學、物理和工程科學之間的交叉學科。

參考文獻：

［1］ 潘志娟。 蜘蛛絲優異力學效能的結構機理及其模化［D］。 蘇州：蘇州大學，2002。

［2］ 盛家鏞，潘志娟，陳宇嶽，等。 蜘蛛絲的化學組成與結構初探［J］。 絲綢，2000（4）：8-10。

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［4］ 解芳，許瑩，萬軍軍，等。 神奇的蜘蛛絲［J］。 合成纖維，2003（5）：12-14。

［5］ Rahul G A。 蜘蛛絲研究與應用概述［J］。 紡織導報，2006（7）：26-32。

［6］ 劉讓同，焦雲。 蜘蛛絲與蠶絲結構效能比較［J］。 廣西紡織科技，2008，37（2）：32-33。

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