动物奇观 潜水钟蜘蛛自带氧气筒

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【大纪元2011年07月11日讯】(大纪元记者曾嘉连编译报导)水蜘蛛大部分的时间都在水底活动,但水蛛如何能确保在水世界里,有足够的氧气生活呢?科学家发现水蛛在水底结的网,除了可储存空气外,其功能更堪比鱼鳃,可从水中获取氧气,真是方便的私人水底氧气筒!

水蛛(Argyroneta aquatica)又称为潜水钟(diving-bell)蜘蛛,主要生活于欧洲及亚洲北部的池塘以及水流较慢的溪中,是仅有的一生都生活于水底的蜘蛛,水蛛甚至交配、产卵及捕食都在水中进行。

据著名科学期刊《自然》报导,过去人们以为水蜘蛛必须经常回到水面,吸取空气再回到水中。不过近来科学家发现,水蛛会在水底植物之间结网,然后利用足部的细毛在水面收集空气,再把空气释放到网中储存起来,形成一个注满空气的潜水钟气囊。新发现也打破了,以往对水蜘蛛生态的错误想法。


视频:水蜘蛛在水草间吐丝结网后,再把氧气储存在网囊中。

水底结网 收集氧气

大约一个世纪前,科学家已知道某些潜水昆虫自带的气泡囊,能够吸收溶解于水中的氧气,以供应比原气泡内更多的氧气。这一现象引起了澳洲阿德雷德大学(University of Adelaide)及柏林洪堡大学(Humboldt University of Berlin)科学家罗杰西摩(Roger Seymour)及史蒂芬赫兹(Stefan Hetz)的疑问:水蛛的潜水钟是否彷如人工鱼鳃,能交换溶于水中的氧气,让水蛛不用经常浮出水面来更换新鲜空气?

因为水蛛会吸入潜水钟内的氧气,并排出很快溶于水中的二氧化碳,所以这支研究队伍,便提出一项假设:当潜水钟内的氧气浓度降低,便会自动吸收水中的氧气。不过,吸收的氧气能否满足水蛛的新陈代谢需要,则仍未清楚,因为过往的研究都显示,水蛛需要经常到水面补充空气。

为了证实此一假设,西摩与赫兹从野外捕捉水蛛,并养在实验室的水族箱中,他们利用高灵敏度光纤氧气感测器,量度蛛网潜水钟内和附近5到10毫米范围内的水中氧气量。借着监察潜水钟内的氧气含量变动率以及空气量,研究员便能确定有多少氧气从水中进入潜水钟,以及水蛛要呼吸多少氧气。

西摩与赫兹在《实验生物学期刊》(The Journal of Experimental Biology)中发表实验成果,显示潜水钟内和周围的水中氧气含量确实不同,所以氧气会慢慢的渗进潜水钟内。西摩表示:“氧气的渗透量竟足够满足水蛛休息时的呼吸需要,我们也大感惊讶。”

研究人员还发现,体型较大的水蛛在进行产卵或喂饲幼虫等,需耗用大量体力的活动时,会把潜水钟结得更大,令更多氧气进入气囊中,就像动物成长时,肺部和鳃都会增大一般。

低氧环境 承受力强

水蛛同时能在氧气量极低的环境下生存,等到潜水钟内的氧气量,降到约如大气层含氧量的10到20%时,水蛛才会游到水面采集新鲜空气。

南非斯特伦柏施大学(Stellenbosch University)昆虫学家约翰特布兰希(John Terblanche)解释:“大部分昆虫都无法容忍低于4至5千帕(kilopascals)的氧气量。但就算氧气量跌至1或2千帕,这些蜘蛛也未显露任何明显的痛苦迹象。”

特布兰希估计水蛛体内或许有特殊机制,让它们能非常有效地利用氧气。特布兰希表示,如果能找出水蛛在低氧环境下,还能生龙活虎的照常生活的原因,“也许此范畴的研究,在未来会产生极大的贡献”。

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