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Aug. 22 2016

孔雀跳蛛哪來的藍屁屁?

  • 孔雀跳蛛哪來的藍屁屁?

    孔雀跳蛛哪來的藍屁屁?

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不過對於雄蛛而言,這一身帥勁與舞步與可不只是社交資本而已,而是攸關生死的大事。(►►►昆蟲揪團新招:用屁股打鼓

當這些八隻腳的小夥子打算交個女朋友的時候,會以「蛛式風格」一邊打著節拍一邊熱舞一番博取她的歡心,當然了,搖兩下又閃又吸睛的屁屁也是必須的。如果雄蛛成功打動了雌蛛芳心,小倆口就能生下一窩可愛的小孔跳蛛們;可要是雌蛛不賞臉呢?對他來說雌蛛的毒牙可能是一個不太愉快的結局。

現在,科學家們解開了孔雀跳蛛閃亮屁屁的秘密!

在亮藍色的紙上畫個紅色靶心吧,生活在澳洲的華麗孔雀跳蛛(Maratus splendens,中文暫譯)幾乎跟這一模一樣呢。雖然這種蜘蛛大概只有4mm那麼大,甚至比小指指甲還要再小一點,不過這絲毫不減格羅寧根大學的戴葛·斯特芬嘉(Doekele Stavenga)想要研究相關色彩結構的熱情,將這些繽紛的鱗毛放大就行啦。

早先,斯特芬嘉研究關於蝴蝶翅膀、花瓣與六線天堂鳥(parotia bird)羽毛等色彩的物理結構,據他所說,華麗孔雀跳蛛的色彩機制也十分相似。斯特芬嘉解釋:「理解色彩產生的物理限制因素,有助於我們更加深入生命發展的可能與其極限。而為了弄懂這一切是如何演化而來,第一步就是要先知道這些鱗毛是怎麼發揮功能的?」

光之大師

斯特芬嘉與同事八月十號在《英國皇家學會期刊》(Journal of the Royal Society Interface)發表的研究解釋,華麗孔雀跳蛛身上的鱗毛(或稱變形毛,modified hairs)運用了兩種機制來表現色彩,一種是像人類或花瓣一般利用色素,諸如華麗孔雀跳蛛身上的紅、白與乳黃色等等,都是那些隱身在刺刺的鱗毛中、協助散射光線的色素功勞。

但是藍色則是完全不同的手法。在牠們扁平而中央突起的囊狀鱗毛上,鑲嵌著許多排成陣列的奈米結構,可以反射特定的光波長,恰好就是我們所看到的耀眼藍紫色。不僅如此,整套系統還可以提升光的反射效果,這樣罕見的構造對科學家們而言前所未聞。

專門刊載跳蛛相關資訊的《佩克哈姆學報》(Peckhamia)主編大衛·希爾(David Hill)說:「華麗孔雀跳蛛的藍色格外顯眼,相片實在無法還原那虹彩般的效果。」

與色素不同,未受損的結構色並不會隨著時間而衰退,這也是為什麼甲蟲、蝴蝶翅膀或鳥羽在收藏了數十年之後依然璀璨的原因。華麗孔雀跳蛛就如同多數的動物一般,偏好使用結構色來呈現藍色更勝於使用色素;不過植物就不見得是如此了,因為這些傢伙生產藍色素可說是輕而易舉呢。

匹茲堡大學的奈森·莫爾豪斯(Nathan Morehouse)解釋:「我們早就知道蝴蝶與蛾能高明地利用鱗粉來操弄光線,但從研究中我們發現蜘蛛也會玩一樣的把戲。」

真實色彩

不過,雌性的華麗孔雀跳蛛可以見到這些追求者搖來搖去的一臉「色相」嗎?如果這些製造這些閃亮顏色的目的是為了求偶,但是雌蛛卻看不見的話,可真是白費功夫了。(►►►蜘蛛的五十道陰影

為此,莫爾豪斯給的答案是肯定的。

他們實驗室近期的成果顯示,在華麗孔雀跳蛛的親戚──飛躍孔雀跳蛛(Maratus volans,中文暫譯)水汪汪的大眼裡擁有四種不同的感光受器,這令他們擁有四色視覺(tetrachromats)。相比之下,人類為三色視覺,貓狗則為二色視覺,不過有些蝴蝶則擁有五色視覺呢。【譯註:在形成視覺的細胞中,依據外型可分為用來分辨不同波長光線的視錐細胞(cone cell),以及感測光線強弱的視桿細胞(rod cell)兩種。不同種類的視錐細胞對於不同波長的光線敏感度不同,因此可以感測到的光線波長也就不一樣。換言之,擁有不同種類數量視錐細胞的生物,可以構成視覺的「原色」數量也就不相同,好比人類擁有三種視錐細胞,就以紅、綠、藍三原色組成我們的視覺,也因此稱為三色視覺;鳥類則因為第四種對於紫外線敏感的視錐細胞,而有四色視覺;螳螂蝦更是以高達十六種的視錐細胞穩坐第一把交椅呢。】

這就讓孔雀蜘蛛比其他蜘蛛脫穎而出了,許多蛛蜘並沒有這般令人驚奇的彩色視覺呢。順帶一提,正因為毛蜘蛛(tarantulas)並沒有這樣的視覺,所以為什麼許多毛蜘蛛是藍色的可就令人傷腦筋了。(►►►「藍臉」舞王:孔雀蜘蛛的求偶花招

「有非常確切的證據顯示這些動物看得見這些顏色。不過能看見藍色並不稀奇,真正令人讚嘆的是他們能看見紅色──至少我們是這麼認為啦。」摩爾豪斯說道

雌孔雀跳蛛不僅能分辨紅、藍、綠與紫外光,還能認得雄孔雀跳蛛複雜的花樣設計。

希爾說道:「據我們所知,沒有其他動物能像孔雀跳蛛一樣在這麼近的距離還能看得這樣仔細。雖然脊椎動物擁有更高視覺敏銳度,但是視覺結構要大得多,成像也需要更遠一點的焦距。這些小傢伙可是在一公分之內就解決了我們需要相機或是顯微鏡才看得清楚的圖案呢。」

將這些通通摻在一起,就成了一隻跳著踢踏舞的小蜘蛛。

 

撰文:Nadia Drake

編譯:曾柏諺

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