對於很多種類的蜘蛛來說,雌性的體型比雄大很多,而且會兇猛不少,因此雄性蜘蛛在尋找配偶的時候往往會面臨著巨大的挑戰。很多情況下,雌蜘蛛不會對任何雄性“溫柔以待”。雄蜘蛛必須小心地進入雌蛛的網,並悄悄地接近雌蛛,如果雄蜘蛛不小心做了一個錯誤的動作,雌蛛會很快將它吃掉,根本沒有交配的機會。
我們都知道,雌蜘蛛會在交配的時候往雄蜘蛛體內注入消化液,在交配完成後會立即將雄蜘蛛吃掉,以補充營養。但如果像上面那樣,還沒交配就被吃掉,真的是“賠了夫人又折兵”。
此外,雄蜘蛛在進入雌蜘蛛的網尋求交配機會的時候,也會面臨其他雄性競爭者帶來的挑戰,蜘蛛的大腦非常小,處理能力非常有限,但它們很多情況下卻能完美應對兇猛的雌蜘蛛和麻煩的競爭者。它們是怎麼做到的?
十多年來,這些問題一直生物學家亞歷克斯·喬丹(Alex Jordan)和他在馬克斯·普朗克動物行為研究所的實驗室成員。現在,他們與魏茨曼科學研究所的研究人員合作,更接近一個答案。這些雄性蜘蛛也許不需要進行復雜的思考,它們天生具備那樣的行為模式,就像行星繞恆星運轉,電子繞原子核運轉一樣,萬物皆如此。
喬丹是馬克斯·普朗克動物行為研究所綜合行為生態學實驗室的負責人,他說:“我們最初的想法是探索這些蜘蛛在網路上移動的行為,就像電子繞著核轉,或者行星繞著恆星轉。”從這個最初的想法開始,一個研究專案誕生了,領導兩個團隊開發一個物理模型,並在巴拿馬雨林進行實驗。
雖然精確物理學的細節最終從原子和宇宙兩個層面上有所不同,但這個概念被證明是有用的。喬丹說:“想象一下,電子圍繞著一顆原子核或行星圍繞一顆大質量恆星執行,它的體積如此之大,以至於產生了自己的引力場,吸引著周圍的物體。我們可以用同樣的方式來看待雄性蜘蛛接近雌蜘蛛的過程。”
“現在想象一下,當較小的行星、衛星或彗星,如果它們過快地接近恆星,或以錯誤的角度接近,它們可能會被恆星吞噬或撕裂。而對雄性蜘蛛而言,錯誤的接近方法也會讓它們陷入致命的誘惑,很快成為雌性蜘蛛的盤中餐。”
該研究的合作者西爾維亞·加爾扎(Sylvia Garza)說:“在巴拿馬的熱帶雨林中工作,我看到過很多次過於熱情的雄性成為雌性的食物,特別是當它們走錯了路,或者太快接近雌性的時候。”
正如行星之間也會發生碰撞一樣,雄性蜘蛛之間最初也會相互吸引,但當它們接近到一定距離後,它們也開始互相排斥,這樣的行為更像是圍繞著原子核的電子之間的行為。
“這些雄性動物的運動類似於粒子之間的相互作用,它們之間的相互吸引或排斥取決於它們之間的距離,”來自魏茨曼科學研究所的物理學家阿米爾·哈盧斯(Amir Haluts)說。
“我們使用模型來描繪雄性蜘蛛的行為,讓我們能夠解釋它們在網路上的活動,以及不同體型雄性的競爭動態。隨著雄性彼此環繞,它們最終會靠得太近,在公開的戰鬥中撞到對方。它們之間的打鬥也可能會驚動雌性蜘蛛,並導致致命的攻擊。”
該團隊的研究表明,雄性看似需要做出的看似複雜的決定,才能平衡風險與回報、生與死,貌似需要很高的智力,但很明顯,蜘蛛不可能具備那樣聰明的大腦。它們可以透過感應網路上的振動並對物理引力和斥力做出反應來實現,就像物理粒子可能做的那樣。
喬丹說:“早些時候,我對我們的第一個結果感到困惑,這表明這些雄性蜘蛛顯然可以在沒有必要的認知機制的情況下解決這些複雜的任務。這些雄性蜘蛛幾乎就像是圍繞雌性‘原子核’旋轉的電子。這導致我們創造了‘原子蜘蛛’一詞,結果證明這可能離事實並不遙遠。”
小到物理粒子,大到宇宙天體,也許萬物都模糊卻堅定地遵循著同一個規律,這個規律能讓電子合理地繞原子核運轉,讓行星穩定地繞恆星運轉,也可以讓雄性蜘蛛不需要太多的思考也能在充滿挑戰的過程中接近雌蜘蛛,完成交配。