蜘蛛網（Spider Web、Cobweb）：是由部分種類的蜘蛛吐絲所編成的網狀物，用以捕獲昆蟲、小型脊椎動物等作食物，或用以結巢居住。蜘蛛可以感應到獵物衝撞或受困於蜘蛛網上時所產生的震動；在完成它們的網後，蜘蛛會在網上或附近等待獵物落入陷阱。蜘蛛網裡有些絲有黏性，有些沒有，例如輻射狀蛛網，縱線無粘性橫線有。由於蜘蛛本身的行動也會受自己的黏液所影響，因此當它們在網上移動時，會避免踩到帶有黏液的絲線。
有一些蜘蛛絲的強度比同等重量的鋼絲還要強，彈性也較高。是材料學的研究課題之一，具有產業上的潛在套用價值，可使用於製造防彈背心或人造肌腱等物品。而為了製造人造蜘蛛絲，有些研究者利用基因改造的哺乳動物來生產所需的蛋白質。
基本介紹
結網蛛種,編織規律,圖案裝飾,蜘蛛絲類型,非蛛絲類型,網飾用途,吸引眼球,牢固蛛網,遮擋陽光,調節腺絲,相關研究,
結網蛛種
在龐大的蜘蛛家族中，結網蜘蛛數量和分布都極為廣泛，無疑是最吸引注意的類群之一。其中，結圓網的蜘蛛分別有園蛛科（Araneidae），嫵蛛科（Uloboridae），肖蛸科 （Tetragnathidae）和絡新婦科（Nephilidae）。而神奇的圖案，又稱“裝飾物”，就出現在這些日行性蜘蛛的圓網上。自1895年“裝飾物”（web decoration）或稱為“隱帶”（stabilimenta）這個名詞第一次被觀察記錄下來後，科學家們對此產生了極大的興趣和熱情，以它為中心開展的研究也越來越多。目前報導，已有來自5個科22個屬的日行性蜘蛛的蛛網上出現了這些神秘的“裝飾物”。
蜘蛛屬於節肢動物門，它有八條腿，腹部後端有三對吐絲器。液狀的絲汁從紡織器的紡織腺內產生，通過紡織突的小孔分泌出來。紡織突上的小孔很多，從這些小孔分泌出來的絲汁，遇到空氣就變硬成為一根珠絲。蜘蛛的絲，堅韌有彈性，而且十分精細，大約只有人的頭髮十分之一粗。
蜘蛛的網是多種多樣的，有皿狀的，有帳篷狀的，有漏斗狀的，有車輪狀的。蜘蛛織網的本領非常高超，乍一看似乎雜亂無章，其實它都有一定規律，是與各自的捕食行為緊密聯繫的。
科學家通過長期觀察發現，在沒有裝飾物的蜘蛛網上，蜘蛛更容易受到其天敵的攻擊，說明“裝飾物”起到一定的隱藏作用。
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園蛛科艾蛛屬的蜘蛛很奇 妙地隱藏了自己。 | 園蛛科艾蛛屬的一種蜘蛛，通常 將掉落在圓網上的碎屑以及食物 殘渣等收集起來，做成一條直線 狀的裝飾物。 | |
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園蛛科艾蛛屬的蜘蛛在 中心區結出的裝飾物，竟都 是同心環狀，偶爾還在同心環 上再裝飾幾片枯葉 | 大多數圓蛛科會在固定空間中 建構典型的圓網以捕捉獵物。 典型圓網的特徵為平面且同時 由輻射狀及螺旋狀的蜘蛛絲所 構成。 |
編織規律
人們經過無數次的觀察和研究，發現了蜘蛛織網的規律。
- 蜘蛛先在樹枝、牆角四周固定一些絲。其中有一根特殊的絲，通過四周繞著的面積，用少許絲在中間織成一個白點，這是網的中心。於是它就從邊上掛上一根絲沿著已結好的絲走，走到中心，然後拉緊，多餘的長度聚到中央的白點上，再從中央走向邊上，加上一些輻線，依次進行。當它在一方加上幾條輻線後，又到相對的另一邊去加上幾條輻線，以維持平衡。蜘蛛的輻線，把一個圓圈分成了等分的數目，而且每兩根相鄰的半徑間的角度約略相等。在拉好一個有許多半徑等分的圓圈之後，它就從中心向外，繞著圈子盤旋起來，用一根極細的絲在半徑上作出一螺旋線，從中心向外盤旋，而且相互平行，但向外圍的螺旋線，一圈比一圈稀。
- 蜘蛛會先向空中放出一根長長的“搜尋絲”，任其隨微風或氣流飄蕩。之後，蜘蛛會放出一根懸垂絲，並在這根絲的中段加上第三根絲成Y字狀，形成蜘蛛網最初的3根不規則半徑。再加上50多條線形成一張網的雛形。 接下的工作是鋪設螺旋線，紡織成網。蜘蛛以網心為起點，織出一根自內向外的螺旋線，當做下一道工序的“腳手架”。需要指出的是，直到“腳手架”搭好，蜘蛛所織出的網還沒有黏性，也就是說還粘不住昆蟲。這時，蜘蛛便從外向網心開始鋪設有黏性的絲，即捕食螺線，同時把“腳手架”啃吃掉，完成最。後一道工序。
- 蜘蛛首先要搭個框架作基礎。蜘蛛搭這種框架，常常表現出非常驚人的技巧。它選擇定了地點之後，先牽一條橫，假定是由甲處到乙處，於是再由乙處牽一條垂直到丙處，又由丙處牽一條橫到丁處，跟第一條橫（就是甲乙）平行。最後由丁處牽一條垂直回到甲處，跟第二條直（就是乙丙）平行。這樣就搭成了一個方形的框架了。當然蜘蛛搭框架，不一定會搭成十足的正方形，不過它總是照這種方式去做罷了。
蜘蛛這種高超的結網本領是因為它以自身為測量儀器，決定後面兩對足和紡織突的機械動作和位置，所以能織成如此經緯分明的絲網。 蜘蛛結好網以後，有時蹲在網中心；有時躲在隱蔽處，並由一根“信號”線，從網中心直通到它的身邊，隨時接受網上傳來的“信號”，準確地巧獵食物。
圖案裝飾
蜘蛛網的裝飾材料和圖案類型，可謂五花八門。研究人員根據這些“裝飾物”的質地，將裝飾材料籠統劃分為：蛛蛛絲和非蛛絲兩種類型。
蜘蛛絲類型
顧名思義就是蜘蛛利用本身吐的絲，構建這些神秘圖案。比如，成熟的金蛛（Argiope savignyi）會在圓網中心區織出一張銀白色的圓盤狀裝飾物，而有些金蛛屬內的其它種，如黃斑金蛛（Argiope aurantia）結出的裝飾物是一個由Z形組成的垂直或交叉狀的絲帶狀裝飾物。嫵蛛科渦蛛屬的變異渦蛛（Octonoba varians）和園蛛科艾蛛屬的四突塵蛛（Cyclosa sedeculata）在中心區結出的裝飾物，竟都是同心環狀。而同屬於園蛛科棘腹蛛屬的兩種蜘蛛（Micrathena sexspinosa和Gasteracantha cancriformis）則會把蛛絲質的圓點狀裝飾物標註在網上，從遠處看，就像一條虛線。
非蛛絲類型
非蛛絲的裝飾材料也很豐富，通常都是就地取材，包括獵物殘渣、植物碎屑、卵袋和蜘蛛自己蛻下的皮，這些統稱為“碎屑裝飾物（detritus）”。其實，有些圓網蛛通常會將掉落在網上的植物碎屑或食物殘渣清理乾淨以免其破壞圓網的結構，但是艾蛛（Cyclosa octotuberculata）通常將掉落在圓網上的碎屑以及食物殘渣等收集起來，做成一條直線狀的裝飾物，而它自己趁機就隱藏在這些殘渣或碎屑中間。
蜘蛛們耗費能量、別出心裁地織出這些十字形、X形或螺旋形的神秘圖案，其用途何在，科學家們提出了關於裝飾物功能的各種假說，並通過觀察或實驗來論證各自的假說。總得來說可歸納為非視覺信號和視覺信號兩大類，並且大部分研究主要集中在以蜘蛛絲為材料的“裝飾物”上。
網飾用途
吸引眼球
構建如此醒目圖案，最容易讓人想到的是為了吸引其它生物的眼球，即視覺信號作用。這裡主要有3種假說：一是吸引獵物，二是隱藏蜘蛛以躲避天敵的攻擊，三是視覺廣告作用。關於吸引獵物的假說，科學家們在很多蜘蛛種類中（如艾蛛屬、渦蛛屬、金蛛屬）得到證實，但也有一些相關研究結果不支持裝飾物的吸引獵物假說。此外，科學家通過長期觀察發現，在沒有裝飾物的蜘蛛網上，蜘蛛更容易受到其天敵（一種泥蜂）的攻擊，從另一個角度說明“裝飾物”起到一定的隱藏作用。第三種假說認為，絲帶可能對鳥類起到廣告作用，以告示它們不要誤闖破壞蜘蛛網。雖然很少有證據支持這個假說，但是Blackledge 和 Wenzel在野外研究發現，具有線狀裝飾物的金蛛蜘蛛網（Argiope aurantia）和沒有裝飾物圓網相比，前者受到鳥類等飛行動物的破壞率更低。
牢固蛛網
最早提出非視覺信號假說的人們，認為裝飾物可能會起到促進或加固圓網的穩定性。但是這種想法很快就被否定了。人們仔細觀察，很容易就會發現這些絲狀裝飾物只是鬆散而非緊密牢固地以交叉或十字狀的方式出現在網上，因此不太可能用來調節整張網的拉力和張力。然而，後來也有一些實驗證據表明，嫵蛛的螺旋狀裝飾物的確能在一定程度上改變放射絲的張力，提高蜘蛛對獵物觸網震動的感知力。
遮擋陽光
另外一種非視覺信號的假說是認為在圓網中心出現的密集圓盤狀裝飾物能夠有效地幫蜘蛛遮擋陽光，達到調節蜘蛛本身體溫的功能。但其它形狀的裝飾物（如十字交叉狀、直線狀、簇狀）看起來卻並不適用於這個假說。有人用有線狀裝飾物的金蛛作為實驗材料，比較了有裝飾物和無裝飾物的蜘蛛體溫，結果顯示兩者之間的體溫沒有顯著差別。
調節腺絲
一般來說，蜘蛛可以根據不同需要，通過腹部的腺體分泌產出不同特性的蜘蛛絲，除了捕獲獵物的高粘度蜘蛛絲（spiral silk），還有專門用來包裹卵袋防水密封性高的蜘蛛絲（egg-sac silk），以及用來搭建圓網框架的“腳手架”蜘蛛絲（frame silk）。而葡萄狀腺絲（aciniform silk）由葡萄狀腺（aciniform gland）分泌，具有高強度的韌性和張力，蜘蛛正是用這種葡萄狀腺絲來包裹獵物的。
近來，有科學家提出絲狀裝飾物能夠起到調節葡萄狀腺體（aciniform silk gland）活性的作用。有關研究發現，一些和葡萄狀腺體活性有關的因素，例如纏繞包裹獵物的頻率、蜘蛛蛻皮的發生，會影響到蜘蛛腺體的生理狀況並產生可預測的裝飾物模式。
在蜘蛛龐大的家族中，蜘蛛網絲狀裝飾物的出現頻率、形狀在同種不同個體之間時常不一致，這也是研究蜘蛛網裝飾物功能所面臨的主要問題。如果絲狀裝飾物確實具有很強的選擇優勢（例如能夠吸引獵物或者躲避天敵），為什麼不是所有蜘蛛個體都在它們的網上構造這些絲狀裝飾物？很顯然，關於蜘蛛網絲狀裝飾物功能問題的討論還遠沒有結束，仍有很多問題等著人們去研究。
中國科技網訊 據物理學家組織網近日報導，美國亞利桑那州立大學的研究團隊通過一種非侵入性雷射散射技術，找到一種從完整的蜘蛛絲上獲取各種彈性成分的途徑，未來可用於開發出生產從防彈背心到人工腱的彈性材料。相關研究成果發表在《自然·材料》上。
這種非侵入性的布里淵光散射技術使用了小於3.5毫瓦的極低功率雷射，雷射束在經過完整的蜘蛛網後，不會破壞蛛網，研究人員從而能在空間中描繪出每張網的彈性剛度。他們對於包括金紡蜘蛛、北美園蛛、西方黑寡婦和草綠色猞猁蜘蛛在內的4類蛛網進行了研究。
相關研究
“蜘蛛絲具有獨一無二的機械強度和彈性，這使得其成為人們所知道的最牢固材料。”這項研究的首席研究員、亞利桑那州立大學化學生物系教授傑弗瑞·亞格爾說，“這項研究代表了我們對於蛛絲潛在的機械性能最完整的理解。”
從負重上來講，蜘蛛絲至少是鋼琴線的5倍。蜘蛛絲是一種特殊的生物聚合物，與膠原（組成皮膚和骨頭的材料）相關，但是蛛絲的結構要更加複雜。研究團隊正在研究蛛絲的分子結構，以期獲得生產從防彈背心到人工腱的材料。
亞格爾解釋說，這個信息應該有助於提供一個豐富的仿生材料工程結構的藍圖，譬如合成纖維的精密材料工程，它可以創造更強大、更具延展性和更多的彈性材料。
他們還研究了蛛絲獨一無二的“超收縮”性能，即蜘蛛能拖牽蛛絲編織成球體。當暴露於高濕度中，蜘蛛絲還能吸收水分，這種吸水行為能提高蜘蛛絲的收縮能力，因此，通過簡單調整含水量，就可以對蛛絲的機械性能進行調節。
