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蜘蛛為何要結網?. 發問者： 小猴子 !! ( 初學者 4 級)
發問時間： 2005-04-10 11:38:40
解決時間： 2005-04-12 18:17:23
解答贈點： 5 ( 共有 0 人贊助 )
回答： 3 評論： 0 意見： 0
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網友正面評價
71%
.共有 7 人評價.蜘蛛為何要結網? 最佳解答發問者自選
.. 回答者： 阿桐伯 ( 初學者 5 級 )
回答時間： 2005-04-10 11:42:22
[ 檢舉 ] .巧妙的蜘蛛與蜘蛛絲
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蜘蛛是種有點恐怖卻又最奇妙的小生物，古今中外對蜘蛛都有一大堆的傳說和驚嘆。蜘蛛網一直是人們眼中的藝術、建築學家心目中的完美結構，卻又是昆蟲的致命陷阱；蜘蛛的絲是科學家和工程師一直羨慕和模仿的對象。
我們在本文中整理出了一些有關蜘蛛和蜘蛛絲的資料，並舉出了一些蜘蛛的特異功能和特別吸引人的地方，也檢討了一些有關蜘蛛絲的製造、性能、和功用，希望以後能更深入地了解蜘蛛的奧秘和智慧，改善我們的科技，也使我們的纖維紡織工業更形完美。
一、蜘蛛與蜘蛛絲
蜘蛛所結的網、所吐的絲，都是人類一直在模仿的對象。如果我們說，蜘蛛是自然界中天生的紡織專家，一點都不為過。
蜘蛛的英文「spider」，源自於紡織機「spinner」之古字「spinder」，而蜘蛛的工作就是吐絲織網。在西方人的傳說中，蜘蛛的起源可是來自於女人的妒忌。
相傳在古希臘利得雅附近的村莊當中，有一位名叫阿拉蔻妮 Arachne 的美麗少女；她聰明、她美麗，更重要的是，她擁有非常高超的織布技術。由於阿拉蔻妮的的美貌以及她所織出來的布，實在是美的令人讚嘆不已，因此引來女神雅典娜的妒忌，雅典娜甚至還離開了神界，特地下凡與阿拉寇妮一較美貌以及織布技術。比賽結果揭曉，阿拉蔻妮的織布技巧略高一籌，也比雅典娜明豔動人。正當居民們歡聲雷動之際，惱羞成怒的雅典娜女神一氣之下，就將阿拉蔻妮變成一隻醜陋的蜘蛛。而阿拉蔻妮雖然變成了蜘蛛，可卻沒有忘了織布的技巧，仍然在樹枝間向人展示她的織布技術呢！這就是西洋人傳說蜘蛛的由來。
蜘蛛在中國也扮演了非常奇特的地位，在民間蜘蛛是吉祥的象徵，如果一起床就看到蜘蛛，表示良人將從遠方歸來。在佛經中，亦有釋迦佛祖用蛛絲拯救地獄眾生的寓言故事。成語當中的「喜從天降」的「喜」字，即代表蜘蛛。蜘蛛從網上垂吊而下，在唐朝即被畫在牆壁上，這種圖形被稱為「壁錢」。但宮中的嬪妃如能看見蜘蛛，就認為當夜必能獲得皇帝的恩寵，因此就視為「吉兆」，都欣然稱為「喜子」。此外古時有一對母子，因離別很久不能相見，某日母親看見衣服上吊掛著一個蜘蛛，就高興的說「吾子必將歸來」，果然沒有幾天母子就相聚團圓。就由於這一則故事的廣泛流傳，因而才把蜘蛛叫做「喜子」或「喜母」。
在楚留香的小說當中曾經描述過這樣的場景：只見天楓十四郎身子翻滾著直落而下，突然又是「錚」的一響，一根絲線，自他手中飛出，釘入了石壁。他身子隨著絲線盪了幾盪，飄飄落了下去，竟是毫髮無傷，只見他在奔泉旁涉水而行，縱身笑道：「楚留香，你瞧這伊賀『空蟬術』，是否絕妙天下？」
蜘蛛絲可說是目前所知極具堅韌性的一種纖維之一，根據研究顯示，蜘蛛絲的拉伸強度可達同直徑鋼絲的5到10倍，且可以延伸約20~27%而不會斷裂。從這方面來看，蜘蛛絲明顯地優於目前各種天然及人造纖維。因此以下就針對蜘蛛絲作更進一步的討論。
除了蜘蛛的研究，蜘蛛網的構造也是人類研究的重點。在寺廟屋頂當中常見的「藻井」，就是模仿蜘蛛網的構造（見下圖一）。藻井主要是由斗栱結合裝置在廟室內的屋頂上，就像蜘蛛結網一樣，所以叫做「結網」，這個力學上的構件，是廟裡裝飾最華麗的焦點。不能以雕刻表現的主要構件如通樑，也要加以彩繪，這是已經安裝上去再上漆彩畫，先繪外框叫「垛頭」，框內叫「垛仁」是畫師彩繪主題的「畫布」。
一位英國的教授曾經仔細觀察蜘蛛結網的步驟與過程，並且利用電腦技術將其模擬出來。他發現蜘蛛會先吐出數條蛛絲，藉由風力或自行攀附至另一端的物體上，來回固定絲線之後，再用相同的方式製造網的輪廓；然後至中心點向外做放射狀的骨架。這些放射狀的骨架是不具有黏性的。接下來就是以反時鐘的方式織成環形的黏性蜘蛛網，就大功告成了。中心及主軸的絲線，不具黏性的縱絲，相反的，橫絲當中就佈滿的密密麻麻的黏珠。我們可以由下面的（圖二）看出蜘蛛結網的方式。
這位教授同時做了一項離心力與蜘蛛結網的實驗。他將蜘蛛分別裝在不同的箱子當中，再將這些盒子分別以不同的速度旋轉；經過了一段時間之後，把盒子打開，此時蜘蛛已經結好網並盤踞其上，完全不會受到影響。此外，我們也相當好奇蜘蛛在無重力之下，是否能夠正常的結網？經實驗證實，即使我們把蜘蛛帶到外太空，蜘蛛還是可以照樣結網。
蜘蛛的秘密武器除了蜘蛛絲以及蜘蛛網之外，他的毒液也是相當有用的。蜘蛛毒液長久以來就被人類利用作為迷藥或是補品，有的時候也可以拿來治病用。一般而言，大部分的蜘蛛都是有毒的，不過毒性並沒有非常強，只有少部分的蜘蛛（例如美國的黑寡婦蜘蛛，以及澳洲的人面蜘蛛）才有致命的劇毒。蜘蛛在中國為「五毒」之一；李時珍的本草綱目當中曾經提到，可利用蜘蛛治癒數十種疾病，也可以用來治療瘧疾，其作用與奎寧相近。
二、特異功能及吸引力
蜘蛛絲對蜘蛛本身來講具有防衛、攻擊、運動等多種功能，而蜘蛛網更是結網蜘蛛捕食的利器。簡單來講，蜘蛛網上的線可分為具有黏性的橫絲和不具黏性的縱絲。橫絲在網上成螺旋分布，主要有捕食獵物的功能，絲上具有狀似水滴的黏珠，其中含少許的黏性物質和絕大部分的水，就因此使得橫絲具有黏著的能力。縱絲主要的功用是支撐蜘蛛網的結構，用以作為框架，其強度也較橫絲為大，但其上面不具黏珠，所以沒有黏性。
究竟佈滿黏珠的蜘蛛絲到底有多黏呢？黏珠由4%為黏性物質以及80%的水所組成，但是其黏性就足以黏住一架正起飛的直昇機；若能將蜘蛛絲放大如鉛筆一般粗，即可牽靽住一架飛行中的747噴射機。此外，有一種蜘蛛，利用其富有黏珠的絲線，使之在空中擺盪，以黏住正在飛行中的蚜蟲（因為蚜蟲身上覆蓋著非常滑溜的外殼，可以從蜘蛛網當中逃離）。
其實蜘蛛絲上80%的水分是有其作用的，這些水分會形成薄膜，包住蜘蛛網中的連接點，使其中的絲糾結、穩固。這樣的連接點在蜘蛛網當中有750個之多，這也就是為何蜘蛛網可以承受如此大的撞擊力而不受損害。也就是這些豐富的水分，使得蜘蛛絲具有絕佳的彈性。
蜘蛛絲主要是由甘胺酸 (NH2-CH2-COOH)、丙胺酸 (NH2-CH(CH3)-COOH)及少部份的絲胺酸(NH2-CH(CH2OH)-COOH)，加上其它胺基酸單體之蛋白質分子鏈所構成，且隨著絲的用途不同而有不同的胺基酸組成和序列。蜘蛛絲在絲囊內時是呈液狀，而其內的蛋白分子鏈並未形成結晶，所以尚無固定的排列方式。但在蛛絲溶液經過狹窄的紡管時，蛋白分子鏈受擠壓和剪切力而排列整齊，在經過紡績器排出和空氣接觸後，由於水分的快速逸散，而形成固狀結晶，而蜘蛛就是在此時，利用它那有力的鉤爪拉扯，使部份蛋白分子鏈能呈現皺摺狀整齊地排列在一起，再藉側鏈氫鍵結合的作用力，而形成一種具高抗拉強度的結晶絲（見圖三）。固體蜘蛛絲內有呈不規則糾結狀的蛋白分子鏈，是其具有彈性的原因 ; 而另一種是規則的分子鏈結晶，是其強度的來源。實驗證明當抽絲越快，施力越強，其皺摺狀分子鏈形成的結晶構造越多，而其強度也會增大。
其實蜘蛛絲的機械性質並不遵守一般應力與應變之線性關係。曾經有人測量過蜘蛛的楊氏係數，發現其楊氏係數並不是一個定值。實驗的應力、應變數據如下面的表一：
由以上的數據我們可以發現，蜘蛛絲的楊氏係數並不是一個定值，而是會隨著應力或應變的增加而增加；這代表了什麼意思意思呢？以上圖的表格來說，假如我們施予蜘蛛絲20MPa 的應力，它會產生50%的應變，但是當我們施予超過20MPa之五十倍的應力時，蜘蛛絲僅僅產生400%（原來50%之八倍）的應變。我們一般使用的彈性材料有固定的 Young's modulus，而且彈性材料一旦超過其彈性變形區之後，就會產生永久形變而斷裂；但是蜘蛛絲的斷裂應變很大，也就是說，蜘蛛絲的韌性是非常強的！我們可以由下面的（圖四）來觀察蜘蛛絲的韌性。最左邊的圖是蜘蛛絲未受外力之前的狀態；中間的圖，是把蜘蛛絲拉伸至原本長度的5倍長時的狀態，最右邊的圖，則是把蜘蛛絲拉伸至原本長度20倍長的狀態。
蜘蛛絲還有另外一項特點，就是它的玻璃轉移溫度（glass transition temperature, Tg）非常低，大約在 -50℃左右。因此，在極為寒冷的環境下，蜘蛛絲更是一種特具吸引力的工業纖維。
三、蜘蛛絲的功用
蜘蛛絲一向是傳統醫學的一部份。在人們知道細菌的存在而使用消毒紗布、繃帶之前，我們的老祖先就已經知道在包紮傷口時，加一小段的蜘蛛絲；因為蜘蛛絲有黏性，可以促使傷口癒合迅速。
此外，蜘蛛絲還有「不怕水」的特性。所以在巴布亞紐幾內亞地區，有一種蜘蛛能夠製造相當於蠶絲一般粗的絲線（一般蜘蛛絲都比蠶絲細很多），當地的原住民就利用這種蜘蛛在特定的器具上面結網，再利用黏有蜘蛛絲的器具（形態類似網球拍），拿到溪中捕捉小魚。在歐洲有一種水蜘蛛就利用蜘蛛絲不透水的特性，在水中結網。這個蜘蛛網有許多特殊功能，不但不透水，而且能夠抓住氣泡、儲存空氣以提供呼吸（有點類似於透明的潛水袋）；這種蜘蛛平時都呆在其住所，只有在獵物接近的時候才出來捕食。
蜘蛛在軍事武器的改良方面，也是貢獻良多。在二次大戰中，槍砲的瞄準線都是用蜘蛛絲製成。根據研究，在全世界的蜘蛛中，「最好用」的是英國蜘蛛的絲；因為它完全不受環境的影響。即使我們讓英國蜘蛛在完全沒有食物的情況之下兩天，所織出的蜘蛛絲和在野生環境中的蜘蛛相同。
由於蜘蛛絲的堅韌度極高，所以一直有人想利用蜘蛛絲做為防彈衣的材料。現在的防彈衣主要適用 KEVLAR 作為主要材料，不過KEVLAR的機械性質還是較蜘蛛絲遜色一些。
四、製造及仿造蜘蛛絲
至於蜘蛛是如何吐絲的呢？蜘蛛是利用腹部中的絲腺分泌出液體狀的骨蛋白，再經身體末端的紡績器（見圖五、圖六）抽出，而蜘蛛體內具有多種的絲腺體，同時也擁有數個紡績器（一般蜘蛛大約有6-8個紡績器），各種絲腺體經由紡管配合上不同的紡績器，抽出各種不同功能和性質的絲腺。一個紡績器上有數百個小孔，經由這些孔可抽出數百條的小絲，每一條蜘蛛絲都是由這些小絲組成。絲由鉤爪抽出後經櫛器刷毛整理，然後再放置到適當的位置上。
由於蜘蛛絲的發展潛力很大，使得科學家們開始了一連串研究與製造的工作，他們想，要是能產生出像蜘蛛絲一樣的絲該多好！首先，他們最先想到的就是像養蠶一樣的方式來養殖蜘蛛，但是結果卻不怎麼理想；蜘蛛只適宜於獨居，而且無法像蠶一樣吐出大量的絲，它只吐出適用於自己結網的量，而且其居無定所，喜歡到處亂跑，所以不利於收集再加工。
近來由於遺傳工程的發展，使得蜘蛛絲的生產有了重大的突破。在魁北克的科學家們，計劃將所抽取的蜘蛛蛋白基因，轉嫁到羊身上的乳腺細胞中，然後從羊所分泌的乳汁中，提煉出蜘蛛蛋白，創造出理想中的蜘蛛絲。另一種生產方法也是和遺傳工程有關；英國生物工程學家正研發將蜘蛛製造拉線絲的基因注入到一種特殊的細菌中，再由此種細菌產生組成這些絲的蛋白質，將其大量收集後，再以類似絲囊吐絲的方法由注射器的空心針擠壓而得到蜘蛛絲。最近，也有科學家將此種蜘蛛蛋白轉移至蠶身上，使其直接吐出現成的蜘蛛絲。這種由蠶吐出的蜘蛛絲性能非常優異，抗斷裂的強度是蠶絲的10倍，尼龍的5倍；伸縮率高達35%，遠遠超過尼龍絲。同時，也有科學家模仿蜘蛛絲的組成元素和結構，以化學合成的方式發展「有蜘蛛絲功能」的高分子。
在各界積極發展蜘蛛絲纖維之際，UCLA的J. J. Gilman指出，尚有一些無機材料，卻也有比蜘蛛絲更佳的強度。數據如下表二所示：
如今用各種科技方法來製造蜘蛛絲纖維，還是無法完全媲美於原產物的一些功能，經過科學家們的研究，其關鍵可能是出在如何模仿蜘蛛獨特的拔絲技巧。截至目前為止，大家還在努力模擬像蜘蛛絲一般的應用材料。
參考資料
化工所產資組 陳楚驤 相關詞：
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蜘蛛絲,蜘蛛,阿拉蔻妮,雅典娜,蜘蛛網,阿拉寇妮,楊氏係數,科學家,蜘蛛絲,利得雅[ 快速連結 ] 其它回答( 2 ) | 意見( 0 ) | 評論( 0 )
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001
回答者： 可愛的靜 ( 初學者 2 級 )
回答時間： 2005-04-10 11:41:38
[ 檢舉 ]
..要讓蟲黏在網上動彈不得...他才能把他吃掉阿.......你不要小看喔.....蜘蛛的網過了一兩天以後還要吃進肚子內....在吐出來....不然網沒黏性抓不到蟲...蜘蛛就會餓死..
002
回答者： SSSDDAA ( 初學者 5 級 )
回答時間： 2005-04-10 22:24:30
[ 檢舉 ]
..為了要捕捉他要吃的食物~~~昆蟲
昆蟲只要碰到蜘蛛網就動彈不得了
這樣蜘蛛才能好好想用食物
要不然吃個食物
還要跟著跑 參考資料：
想的 1
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