神秘跳蛛
本報記者陳磊 實習生胡文杰
人們都知道，孔雀開屏是為了吸引異性目光。在動物界，許多雄性動物外形漂亮，色彩豔麗，以此來吸引雌性動物交配。然而，在自然條件下，我們人類利用視覺並不能觀察到所有動物的擇偶過程。最新出版的美國《科學》雜誌刊登文章證實，蜘蛛「談戀愛」就是通過紫外線「眉目傳情」，而紫外線人類用肉眼是無法看到的。承擔該項課題的主要負責人李代芹教授告訴記者，他們發現，經陽光或紫外線照射的跳蛛能吸引異性跳蛛，缺乏紫外線照射的跳蛛就會被忽略。
因此，紫外線在異性蜘蛛之間的求偶過程中扮演重要角色。跳蛛的前中眼有著銳利的視覺，能夠分辨敵人、配偶和捕食它的動物，並能區分顏色。
———實驗對象———為什麼選擇跳蛛？
跳蛛是一種不織網的狩獵蜘蛛，在各種蜘蛛中視覺最為敏銳。李代芹介紹，跳蛛是蜘蛛界數量最龐大的一類種群，它以其獨特而複雜的眼睛著稱。從表面上看，它的眼睛與其它大多數蜘蛛無異，也是8個眼，分3排，共4對，均在頭胸部。但是在無脊椎動物中，跳蛛的視力是最佳的類群之一。「跳蛛的前中眼有著銳利的視覺，能夠分辨敵人、配偶和捕食它的動物，並能區分顏色。但最值得一提的是，前中眼的活動視網膜具有極強的紫外線感光能力。」李代芹說。
李代芹和他的研究小組於是選擇了一種名為「Cosmophasisumbratica」的跳蛛，並研究紫外線如何在此種跳蛛的兩性識別和交流中起作用。到了求偶期，跳蛛就會走出巢穴，找一個寬大的植物，在花草的頂部來個「太陽浴」，依靠紫外光使自己變得更「性感」。
———求愛過程———紫外光是「牽線紅娘」
由於人類肉眼無法看到紫外線，課題組通過特殊的紫外光攝像技術進行觀察。他們發現，在跳蛛中，雄蛛的頭部和身體覆蓋了一層能反射紫外線的鱗片，雌蛛則沒有這樣的結構；而雌蛛頭部一對觸肢則會受紫外光激發，發出亮綠色的螢光，這又是雄蛛所缺乏的。為了論證「紫外光和螢光是否在跳蛛兩性交流過程中扮演著極其重要的角色」這一推斷，研究人員將一對對蜘蛛放在不同的光照條件下，看它們的彼此反應如何。
發出螢光「暗送秋波」實驗分為三組，每組各有雌、雄跳蛛23對。第一組實驗，給雌雄跳蛛都加紫外光，他們紛紛開始進行求愛儀式，如彎腿和隆起或彎曲腹部，其中，大部分成功求偶。但是一旦都拿掉紫外光，原成功求偶的跳蛛其交配行為不能繼續。第二組，給雄蛛加紫外光，雌蛛看到來自雄蛛的反射光，於是開始發出螢光，雄蛛可以正常求愛。第三組，首先給雄蛛加紫外光，有12隻雌蛛收到雄蛛的「求愛信號」，並回送「秋波」。然後，研究人員遮掉這12對成功求偶雄蛛的紫外光，結果其中的10隻雌蛛對求愛的雄蛛卻變得很冷淡。原來，雄性跳蛛靠反射紫外線「暗送秋波」，雌性跳蛛則靠發出螢光「表情會意」。「通過一系列的行為學實驗我們證實，此跳蛛必須靠這兩種顏色進行兩性的識別和交流，」李代芹說，「如果我們遮住任一性別的紫外光，大多數跳蛛的求偶行為就無法完成。」求愛前來個「太陽浴」研究人員還發現，未成年的跳蛛不會反射紫外線，只有當他們成熟後才具備這種能力。而且身體狀況的好壞影響它們反射紫外線和發出螢光的能力，不同的跳蛛就根據這些條件來擇偶。很多跳蛛喜歡生活在花草和矮樹叢中，這樣就可以曬太陽，依靠紫外光使自己變得更「性感」。到了求偶期，它們就會走出巢穴，找一個寬大的植物，在花草的頂部來個「太陽浴」。他們通過紫外光來確認合適的種類、年齡、性別和最佳配偶。
在非求偶期間，他們就躲藏在樹葉底下，花朵裡或者巢穴中，以避免鳥、昆蟲等有紫外視覺的肉食動物通過紫外線而捕食它們。如果未來能研究出納米結構的紫外線過濾材料並應用於軍事和建築，肯定有助於降低紫外線對人體的危害。
———應用前景———給仿生學帶來啟迪
在動物界，也有鳥類和蝴蝶利用紫外光求偶。
但是，它們要麼兩性都反射紫外光，要麼只有一種性別能發紫外光。
「而這項研究卻首次表明動物的紫外光和螢光具有性別特異性」，也就是說，只有雄蛛可以反射紫外光，而只有雌蛛的觸肢可發出由紫外光激發的螢光，跳蛛發紫外光或螢光因各自性別而具有差異。
「動物的紫外光和螢光可給仿生學、軍事、建築及材料科學帶來極大啟迪。」李代芹舉例分析說，雄蛛鱗片屬於納米結構，其發射紫外光是一種結構性的衍射，而非色素細胞作用。因此，如果未來能研究出納米結構的紫外線過濾材料並應用於軍事和建築，肯定有助於降低紫外線對人體的危害。
此外，雌性的螢光生成原理可以應用於信號的傳輸和識別技術中。談到下一步研究進展，李代芹透露，他們不但要從微觀上分析跳蛛發射紫外光的基因和蛋白質，研究其機理，並要推進該成果的產業化應用。
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