蜘蛛這種看似「邪惡」的生物,能給人類帶來什麼便利?

2020-12-05 宇宙的狂想曲

蜘蛛是個大家族,全世界約有22000餘種,我國至少3000種以上。多數蜘蛛以網立世,憑獵技度日。蜘蛛的獨特本領,逐漸被人們所認識和利用,為人類社會的科學發展做出了特有的貢獻。

蜘蛛治蟲五穀豐

蜘蛛食性單一,全為肉食;性情兇猛,專捕活蟲。在希望的田野上,蜘蛛是一支浩浩蕩蕩的生物防治大軍、名副其實的「田園衛士」。在魯西南地區素有「地俠」之稱的中華狼蛛,夏日的黃昏紛紛出穴,大量捕殺甲蟲、夜蛾、蠅類、葉蟬、飛蝨、蝗蟲等昆蟲,尤其對產卵期的小地老虎和金龜子特別偏愛。

專家研究指出,稻田裡被捕食的葉蟬和飛蝨,90%是狼蛛的功勞。草間小黑蛛是眾多害蟲的天敵。1頭草間小黑蛛每天能捕食二齡棉鈴蟲150隻,利用其一定數量的群體防治飛蝨和葉蟬,立竿見影!調查統計,我國棉田裡有蜘蛛150多種,種群數量佔棉田捕食性天敵總量的50%。稻田蜘蛛約90種,佔稻田捕食性天敵總數的60%~80%。凡是危害水稻的害蟲,幾乎都有相應的蜘蛛將其「緝拿歸案」。遊獵型狼蛛喜歡在水面巡邏,捕食危害水稻根部的飛蝨;跳蛛在稻葉背面潛伏,擒拿葉蟬;小黑蛛詭秘多端,堵住蟲苞兩端,噴出毒液,麻醉深居其中的稻苞蟲,吸盡體液棄屍而去……定居型蜘蛛空間配合更巧妙,肖蛸蛛結水平網,圓蛛掛垂直網,八斑蛛扯亂網,真是「天網恢恢,疏而不漏」!

摸清了稻田蜘蛛「海陸空」「立體戰」的戰術,人們巧借蜘蛛百萬兵,換來了山青水秀稻穀香。走進洞庭湖畔的萬傾稻田,處處洋溢著自然祥和的氣息:金燦燦、沉甸甸的稻穗你擠我擦;撥開稻叢,蛛網層層,銀絲閃閃,形態各異的各種蜘蛛巡行遊弋稻株間,蟄伏出擊,充滿活力。保蛛治蟲,走出了一條成功的生物防治之路。

蛛網截霧降甘霖

蜘蛛編織的網,大小不同,形態各異,千姿百態,似籠、似棚、似鍾、似吊床的都有。有圓形的網,也有矩形、三角形的網。蛛網是奇妙的天然藝術品,科研人員透過晶瑩的蛛絲發現了新的科學奇觀。

時常在院子裡、樹木間見到的車輪狀網,是圓蛛的傑作。圓網由乾絲和溼絲構成:網的外沿牽引線和呈放射狀的半徑線是乾絲,沒有黏性,固定和支持獵網。蛛網中心的一小塊地方也由乾絲組成,那是蜘蛛休息的地方。網架上一圈又一圈的螺旋線是溼絲,既有很強的黏滯性,又極富彈性,這是獵物的主要部分。乾絲彈性小,長度增加20%時即斷裂。溼絲彈性大,長度增加3倍仍可恢復原狀。藉助電子顯微鏡,科學家們解開了其中的謎:溼絲並非單一的蛛絲,上面布有細細的珠狀黏液體羥酸酯,具有很強的親水性,極易吸收空氣中的水分,在長時間內保持強的黏著力,同時源源不斷地為乾旱地區的蜘蛛提供著生命的源泉——水。

大自然永不疲倦的教誨,給予人們深刻的啟迪。加拿大霧物理學專家羅伯特·蘇門魯爾以此發明了「截霧取水」技術,面臨水荒威脅的乾旱地區綻露出一線新的生機。在智利北部的丘恩貢果村,有百戶人家計320人,西臨太平洋,北靠阿塔卡馬沙漠,年降水量不足400毫米。特殊的地理位置,使太平洋冷溼氣流與沙漠上空的高溫氣流四季交融,形成了多霧的氣候特徵。可是,這些富含水分的濃霧卻絲毫無益於乾涸的茫茫大地,白天強烈的日曬使濃霧很快蒸發殆盡,人們在望霧興嘆之餘不時想入非非。在智利政府支持下,丘恩貢果村人引進截霧取水新技術。

由聚丙烯和吸水性纖維仿照蛛網織造的細網,擇易成霧地段排成網陣,穿行其間的濃霧反覆被攔截,吸水性強的纖維浸滿水後,水滴自上而下匯聚到網下緣的流槽裡,經過濾、淨化就成了新的水源,平均每天可供水10580升,每戶村民可得到120升生活用水。適逢濃霧季節,每天供水量達131000升,不僅滿足了生活之需,往日碎石遍地、塵土飛揚的園地裡,還長出了百年不見的美麗鮮花和青綠蔬菜。

蛛絲織物美名揚

蛛絲,在蜘蛛體內呈液體,到了體外便成了絲。在廣袤無垠的熱帶雨林中,人們常常窺查到一種身披豔麗色斑的金眼蛛忙忙碌碌織網的情景。美國懷俄明大學生物學家蘭迪·劉易斯發現,金眼蛛能同時分泌7種不同的絲,每周「吐」絲達3次之多,1次可產絲91米。蛛網上的每一根蛛絲都是由20根更細的絲構成。蛛絲很細、很輕,一張直徑50釐米的蛛網,重量只有2~3毫克。但蛛絲同時又具有令人難以置信的強度和彈力,與同樣粗細的鋼絲相比,蛛絲能承受的重量竟是鋼絲的5倍!蛛絲還特別耐寒,零下50~零下60℃時才會斷裂,是一種性能優良而神奇的多功能材料,在材料科學中閃爍著耀眼的光芒。

美國加州聖地牙哥蛋白質聚合物工藝公司專門從事對蛛絲的研究,取得了斐然的成果。他們認為,不遠的將來,蛛絲將用於製造心臟瓣膜、人造靜脈、韌帶和其他人體植入物,有效地服務於醫療衛生事業。美國陸軍也對蛛絲情有獨鍾,位於麻薩諸塞州的陸軍研究發展工程中心的科學家發現,蛛絲反彈力是製造防彈服的凱夫拉爾纖維的4倍,對子彈外力能起到很好的緩衝作用,是迄今發現的製造防彈服最為理想的材料。蛛絲還是性能優異的紡織原料,具有挺括、輕便、堅牢、耐用、透氣性好等性能,將在航天、兵器、汽車等領域裡大放異彩。

然而,自然界裡的蜘蛛散居於不同的角落,所產蛛絲難以收集,限制了應用與發展。

隨著對蛛絲認識上的不斷飛躍,有關蛛絲開發生產的生物技術發展很快。美國懷俄明大學的研究人員鑑定出了蛛絲中的兩種關鍵蛋白質,並讓大腸桿菌生產出了稱為Spidroin的蛋白質。近年來,又培育出能夠生產蛛絲的細菌,所產生的蛋白質與蛛絲相同,可拉成蛛絲。利用基因工程使蠶吐蛛絲也獲得成功。由蠶吐出的蛛絲,抗斷裂強度比蠶絲大10倍,伸縮率達35%。

蛛毒入藥治頑症

李時珍在《本草綱目》中曾記載,蜘蛛入藥可治療潰瘍、脫肛、瘡腫等疾病。蜘蛛是毒蟲,在我國66個分類科中,除兩個科之外,其餘種類的蜘蛛皆有毒腺,前方導管開口於螯爪的前端,是掠食和禦敵的絕妙武器。同蠍子和蜂類一樣,蜘蛛的毒液是否也有藥用價值?許多有識之士的潛心研究和執著探索,開創了蛛毒入藥的先河。

美國鹽湖城自然產品公司的傑克遜博士稱:通過對幾百種蜘蛛毒液進行實驗鑑別,發現了一種新的化合物——穀氨酸酯對抗劑,它是研製防治腦溢血、癲癇和腫瘤等新藥的重要成分。人腦是細胞高度聚合的複雜體,各個細胞之間依靠穀氨酸酯等神經遞質相互聯繫,傳遞信息。一旦出現腦出血,腦顱內的穀氨酸酯含量就會急驟增加,當其濃度達到危險限量時,神經細胞就會因中毒而死亡。穀氨酸酯對抗劑能使超限量的穀氨酸失去活性,並得到了實驗的驗證。

中國抗衰老研究中心採用獨特的提純方法,將新鮮蜘蛛毒液入藥,研製開發出新藥,用於臨床療效顯著。蛛毒具有軟化血管、增加腦部供血能力、提高腦細胞活性等作用,適用於腦動脈硬化症、中風後遺症等,能改善腫瘤周圍的血循環,使治療藥在解除微循環障礙的基礎上,直接擊中癌細胞,發揮較好的療效。蛛毒入藥治頑症,初現曙光。

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