科學家借助3D打印揭開黑寡婦蜘蛛腹部花紋的秘密
日前，杜克大學的科學家們借助3D打印技術解開了世界上最毒的蜘蛛之一黑寡婦身體上花紋的秘密。他們發現，雌性黑寡婦腹部下面的紅色沙漏圖案實際上是一種定向的警告信息，有些動物能夠看到，但是其它動物卻看不到。
科學家們通過研究斷定，黑寡婦腹部下面的這個警告信息主要是用來警告一些掠食者，比如鳥類離它遠一點。但是這卻不會妨礙它們捕食昆蟲，因為昆蟲是看不到這種帶有威脅意味的標志的。科學家們的這個發現于2月27日被在線發表在了《Behavioral Ecology》雜志上。 據中國3D打印網了解，研究人員首先測試了鳥兒對于帶有紅色沙漏標記的黑寡婦和不帶沙漏標記的黑寡婦的反應是否有所不同。為此，他們將用塑料3D打印的假黑寡婦放在了喂鳥器中，來觀察鳥兒們會如何應對。
據了解，用來3D打印黑寡婦的數字模型主要來自于視頻游戲開發商設計的3D圖像。“視頻游戲開發商喜歡在游戲中使用黑寡婦的形象，因為它們是可怕的化身。”該研究的主要作者、現為科羅拉多大學客座助理教授的主要作者Nicholas Brandley說。
研究人員們總共3D打印了8個假蜘蛛，其中一半身上全都涂成黑色，而另一半則在黑色之外又加上了紅色沙漏圖案以模仿真正的黑寡婦。研究人員們將這些蜘蛛模型肚子朝上放在了美國北卡羅來納州Durham市的位于后院的7個喂鳥器里，為了便于觀察，他們一次放一只。
通過比較科學家們發現，帶紅色沙漏的蜘蛛模型對于正在尋食的鳥類的吸引力更小，與不帶沙漏的模型相比，前者被鳥兒啄食或者抓住的可能性低3倍。
而且那些個頭較小，喙部更短的鳥兒，比如家燕和山雀等，更容易受到這個警告標志的驚嚇。“這些鳥兒在看到一只帶有紅色斑點的蜘蛛模型會嚇得往后蹦一下。”Brandley說。
然后，下一步，科學家們要研究與鳥類相比，黑寡婦身上的這種黑紅色調在像蟋蟀、甲蟲、螞蟻這些昆蟲眼里會產生何種反應。要知道，這些昆蟲都是黑寡婦蛛網中的美食。
據Brandley介紹說，昆蟲和鳥類分別對不同波長的光敏感，比如鳥眼中有一種可以感受長波長光的光感受器細胞，而大多數昆蟲缺乏這種細胞。“昆蟲仍然可以察覺到紅光，但是不及哺乳動物或鳥類。”Brandley說。
于是，研究人員利用一種被稱為光譜儀的設備客觀地測量了在北美的三種黑寡婦物蜘蛛中的兩種黑寡婦身上反射光的波長。然后他們計算鳥類和昆蟲眼睛里的光感受器能夠吸收多少光。
最終，研究人員發現，黑寡婦的警告標志對鳥兒來說更加明顯。Brandley說，在鳥兒眼里這兩種顏色的對比度要高兩倍。
另外研究人員一直懷疑的視角的差別也發揮了作用。因為黑寡婦會掛在自己的網的下方，這樣它的腹部就會對著天空，腹部上的紅色沙漏警告標志就會在飛過其上空的鳥兒眼里無比明顯。而在地面上爬的昆蟲則看不到它。
為了驗證這個想法，研究人員做了一個實驗，他們把兩種北美黑寡婦在實驗室里的一個20英寸高的籠子關了3天，讓它們織網。他們發現，喜歡把蛛網織在最高位置的物種恰巧是其腹背上有紅色標記的那一種，這樣會使該標記更容易被狩獵的鳥兒發現。
這項研究得到了杜克大學的支持。
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