動物奇觀 潛水鐘蜘蛛自帶氧氣筒

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【大紀元2011年07月11日訊】(大紀元記者曾嘉連編譯報導)水蜘蛛大部份的時間都在水底活動,但水蛛如何能確保在水世界裏,有足夠的氧氣生活呢?科學家發現水蛛在水底結的網,除了可儲存空氣外,其功能更堪比魚鰓,可從水中獲取氧氣,真是方便的私人水底氧氣筒!

水蛛(Argyroneta aquatica)又稱為潛水鐘(diving-bell)蜘蛛,主要生活於歐洲及亞洲北部的池塘以及水流較慢的溪中,是僅有的一生都生活於水底的蜘蛛,水蛛甚至交配、產卵及捕食都在水中進行。

據著名科學期刊《自然》報導,過去人們以為水蜘蛛必須經常回到水面,吸取空氣再回到水中。不過近來科學家發現,水蛛會在水底植物之間結網,然後利用足部的細毛在水面收集空氣,再把空氣釋放到網中儲存起來,形成一個注滿空氣的潛水鐘氣囊。新發現也打破了,以往對水蜘蛛生態的錯誤想法。


視頻:水蜘蛛在水草間吐絲結網後,再把氧氣儲存在網囊中。

水底結網 收集氧氣

大約一個世紀前,科學家已知道某些潛水昆蟲自帶的氣泡囊,能夠吸收溶解於水中的氧氣,以供應比原氣泡內更多的氧氣。這一現象引起了澳洲阿德雷德大學(University of Adelaide)及柏林洪堡大學(Humboldt University of Berlin)科學家羅傑西摩(Roger Seymour)及史蒂芬赫茲(Stefan Hetz)的疑問:水蛛的潛水鐘是否彷如人工魚鰓,能交換溶於水中的氧氣,讓水蛛不用經常浮出水面來更換新鮮空氣?

因為水蛛會吸入潛水鐘內的氧氣,並排出很快溶於水中的二氧化碳,所以這支研究隊伍,便提出一項假設:當潛水鐘內的氧氣濃度降低,便會自動吸收水中的氧氣。不過,吸收的氧氣能否滿足水蛛的新陳代謝需要,則仍未清楚,因為過往的研究都顯示,水蛛需要經常到水面補充空氣。

為了證實此一假設,西摩與赫茲從野外捕捉水蛛,並養在實驗室的水族箱中,他們利用高靈敏度光纖氧氣感測器,量度蛛網潛水鐘內和附近5到10毫米範圍內的水中氧氣量。藉著監察潛水鐘內的氧氣含量變動率以及空氣量,研究員便能確定有多少氧氣從水中進入潛水鐘,以及水蛛要呼吸多少氧氣。

西摩與赫茲在《實驗生物學期刊》(The Journal of Experimental Biology)中發表實驗成果,顯示潛水鐘內和周圍的水中氧氣含量確實不同,所以氧氣會慢慢的滲進潛水鐘內。西摩表示:「氧氣的滲透量竟足夠滿足水蛛休息時的呼吸需要,我們也大感驚訝。」

研究人員還發現,體型較大的水蛛在進行產卵或餵飼幼蟲等,需耗用大量體力的活動時,會把潛水鐘結得更大,令更多氧氣進入氣囊中,就像動物成長時,肺部和鰓都會增大一般。

低氧環境 承受力強

水蛛同時能在氧氣量極低的環境下生存,等到潛水鐘內的氧氣量,降到約如大氣層含氧量的10到20%時,水蛛才會游到水面採集新鮮空氣。

南非斯特倫柏施大學(Stellenbosch University)昆蟲學家約翰特布蘭希(John Terblanche)解釋:「大部份昆蟲都無法容忍低於4至5千帕(kilopascals)的氧氣量。但就算氧氣量跌至1或2千帕,這些蜘蛛也未顯露任何明顯的痛苦跡象。」

特布蘭希估計水蛛體內或許有特殊機制,讓牠們能非常有效地利用氧氣。特布蘭希表示,如果能找出水蛛在低氧環境下,還能生龍活虎的照常生活的原因,「也許此範疇的研究,在未來會產生極大的貢獻」。

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