黑寡婦蜘蛛絲何以堅如鋼絲

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正在結網的黑寡婦2 C7 F! x% n7 k

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美國加利福尼亞大學河濱分校一個研究小組揭開了黑寡婦蛛絲的秘密，這將有助于日后人類研制高強度人造纖維。這一研究成果日前發布在《公共科學圖書館·綜合》網站上。6 O* A# @  a+ V- e! I

　　加州大學河濱分校的科學家研究和分析黑寡婦蜘蛛絲，成功破譯黑寡婦蛛絲的遺傳密碼，從而解開了神奇蛛絲的結構謎團。在研究報告中，河濱分校副教授、研究項目負責人謝里爾·哈婭說，研究小組發現黑寡婦蛛絲中含有兩種關鍵蛋白Masp1和Masp2，繼而破譯了黑寡婦蛛絲的基因構成和脫氧核糖核酸(DNA)序列。4 H0 Y* `) @7 i2 @+ l) z. ?

　　哈婭說：“迄今為止我們還沒有找到比天然蛛絲更加理想的纖維材料，蛛絲遺傳密碼的破譯有助于研究人工合成纖維。”

　　黑寡婦蜘蛛被認為是世界上最毒的蜘蛛，最新研究成果或許有助于改變它在人們心目中的形象。

　　蛛絲是蜘蛛賴以為生的“法寶”。蜘蛛借助蛛絲捕捉獵物、儲存食物和繁殖后代。蛛絲由蜘蛛腹部的絲腺分泌並形成。絲腺分泌一種膠狀絲漿，而絲漿則在噴絲口與蛋白融合反應，形成蛛絲。
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　　蛛絲是自然界最理想的纖維材料之一，強度竟然超過所有其他天然纖維，甚至連以堅韌著稱的鋼絲和凱夫拉纖維都望塵莫及，尤其以高強度、高韌性著稱。研究表明，蜘蛛可以針對不同用途發出不同生物指令，從而合成產生不同種類的蛛絲。
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　　牽引絲是蜘蛛用于搭建蛛網的絲，在各種蛛絲中最為堅固。與一般蜘蛛不同，黑寡婦蜘蛛的牽引絲有著更加出眾的性能，無論強度還是伸展性都更勝一籌。這賦予了黑寡婦蛛絲承受更大拉力和形變的能力。據記載，黑寡婦蛛絲在拉斷前可以延伸27%%，強度則超過普通蛛絲的2倍。
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　　據悉，目前市場上還沒有出現與蛛絲相關的產品。但科學家認為，新發現有助于新一代高強度合成纖維工業新材料的開發。在黑寡婦蛛絲啟發下開發形成的新一代高強度合成纖維將在醫藥、工程、體育、軍事等領域大顯身手。

   新一代合成纖維可以用于制造堅固而輕便的護甲，更加堅韌的手術線、人造腱、人造韌帶以及各種新型運動護具等。+ G3 [* Z6 l. M# T3 F

　　哈婭說，借助現已破譯的蛛絲遺傳密碼，科學家可以在諸如細菌、植物或動物等不同宿主身上合成產生構成蛛絲的關鍵蛋白。研究小組面臨的下一個難題是，如何把合成產生的關鍵蛋白制造成人造蛛絲。

　　“雖然我們目前還不能制造合成蛛絲，”哈婭說，“但在人工合成纖維的研究領域內，我們已經邁出了關鍵一步。”

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   黑寡婦蜘蛛（簡稱黑寡婦）是一種具強烈神經毒素的蜘蛛。它是一種廣泛分佈的大型寡婦蜘蛛，通常生長在城市居民區和農村地區。黑寡婦蜘蛛這一名稱一般特指屬內的一個物種Latrodectusmectans，有時也指多個寡婦蜘蛛屬的物種，其中有31已被識別的物種包括：澳洲紅背蛛和褐寡婦蜘蛛。在南非，黑寡婦蜘蛛被稱作紐扣蜘蛛。TVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。, ^! I* b* k  F4 ~0 k8 s! V0 O7 u
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成年雌性黑寡婦蜘蛛腹部呈亮黑色，並有一個紅色的沙漏狀斑記。這個斑記通常是紅色的，有些可能介於白色和黃色間或是某種紅色到橘黃色間的顏色。對某些物種，斑記可能是分開的兩個點。雌性黑寡婦蜘蛛包括腿展大約38毫米（約1.5英寸）長。軀體大約13毫米（約0.5英寸）長。
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雄性黑寡婦蜘蛛大小約只有雌性蜘蛛的一半，甚至更小。它們相對於軀體大小具有更長的腿和較小的腹部。它們通常呈黑褐色，並具有黃色條紋以及一個黃色的沙漏斑記。成年雄性蜘蛛可以通過更纖細的軀體和更長的腿和更大的須肢和未成年雌性蜘蛛區別開來。. c9 {1 C$ l; i# w2 p- }

兩只蜘蛛正在交配
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黑寡婦蜘蛛通常生活在溫帶或熱帶地區(McCorkle,2002)。它們一般以各種昆蟲為食，不過偶爾它們也捕食虱子、馬陸、蜈蚣和其他蜘蛛(McCorkle,2002)。公仔箱論壇' B1 a! R* h& M0 L6 |" c# }
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   當獵物纏在上網，黑寡婦蜘蛛就迅速從棲所出擊，用堅韌的網將獵物穩妥地包裹住，然後刺穿獵物並將毒素注入(Foelix,1982)。毒素10分鐘左右起效，此間獵物始終由蜘蛛緊緊把持著(Foelix,1982)。當獵物的活動停止，蜘蛛將消化酶注入傷口(Foelix, 1982)。隨後黑寡婦蜘蛛將獵物帶回棲所待用。

   作為節肢動物的共同特徵，黑寡婦蜘蛛具有含幾丁質和蛋白質的堅硬外殼。TVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。# W" @4 t$ n0 ]) l( V! h; W

   當雄性成熟，它會編織一張含精液的網，將精子塗在上面，並在觸角(palpus)上沾上精液。黑寡婦蜘蛛通過雄性將觸角插入雌性受精囊孔實現兩性繁殖。交配後，雌性蜘蛛往往殺死並吃掉雄性；但在雌性飽食的情況下，雄性可得以逃脫。
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   雌性產的卵包在一個球形柔滑的囊中，作為偽裝和保護。一個雌性黑寡婦蜘蛛在一個夏天能產9個卵囊，每個含400個卵。通常，卵的孵化需要20至30天，但由於同類相食，這一過程中很少有12個以上能存活。黑寡婦蜘蛛發育成熟需要2至4個月。雌性在成熟後能繼續生存約180天，雄性則只有90天。
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黑寡婦蜘蛛會將自己的配偶殺死
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分類 :公仔箱論壇5 H1 L) _% O$ n6 O% Q

界：動物界 Animalia! Y+ h5 C7 }& R7 l& D% M
門：節肢動物門 Arthropoda公仔箱論壇3 @" R4 F/ k: q" g/ Y
綱：蛛形綱 Arachnida
目：蜘蛛目 Araneae4 y1 X6 p* f4 g1 t% M* R) B
科：姬蜘科 Theridiidae
屬：寡婦蜘蛛屬 Latrodectus" f  X  N1 w: l% U8 c
種：黑寡婦蜘蛛 L. mactans公仔箱論壇# \, r/ v% `5 f" a

學名 :3 M2 z4 R  T5 R: U2 ?. k: _$ q, {+ k
Latrodectus mactans
Fabricius, 1775; R- h0 ]7 r- G+ Z; |
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毒液成分和效應 :

   儘管其毒素的毒性很強，但注射劑量很小，且寡婦蜘蛛咬人導致死亡的案例非常少。在1950年至1959年間美國只發生了63例報導。黑寡婦蜘蛛的毒液會促進神經遞質乙醘膽鹼(acetylcholine)的釋放。乙醘膽鹼作用於肌肉，能引起肌肉的收縮。一般而言，黑寡婦蜘蛛的毒素對兒童和體弱者威脅較大。

   在毒液中含有多種活性成分。毒液中含有一種叫做latrotoxin的蛋白質，這種蛋白可以促進乙醘膽鹼的釋放；此外還有一些分子量相對較小的多肽和毒素，這些小分子物質與細胞表面的陽離子通道在空間結構上顯示出一定的同源性，能夠與離子通道特異結合，它們能影響鈣、鈉和鉀等陽離子的離子通道1；另外還有更簡單的小分子化合物，如腺苷(adenosine)，鳥苷(guanosine)，肌苷(inosine),和2,4,6-三羥基嘌呤(2,4,6-trihydroxypurine)。5 ?; e! o8 j4 F% }( E4 O% c

   毒素的轉移機制是起先由淋巴系統攜帶最終進入血液系統。一旦進入血液，毒素隨循環系統分佈到機體各處的神肌接頭處，並在那裡沉積。影響最嚴重的是背部、腹部和大腿的肌肉區域。在神經肌肉接頭處，latrotoxin蛋白與鈣離子通道結合，使後者持續打開，大量鈣離子在濃度梯度的驅動下進入神經細胞，觸發乙醘膽鹼從突觸小泡釋放，不斷釋放的乙醘膽鹼與分佈在肌肉上的受體結合後引起肌肉的持續收縮，從而導致痙攣——持續、強烈而痛性的肌肉收縮。標準治療方案一般為對症治療，包括止痛、肌肉弛緩，較少情況下也使用抗毒血清。毒素一般不在咬傷口處致病，除非有繼發感染。/ Q' V6 B' t' p- c
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   根據廣泛報導的消息(Wigmore, 2003)，智利科學家使用部分寡婦蜘蛛毒素合成一種藥物，不僅可用作男性避孕藥，還能產生多少和偉哥類似的效果；然而，這並沒在經同行評議的主流學術期刊中報導。

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