Fantastic spiders: The secrets of giantess and dwarf
編輯 : 林鈺淳、蔡竣燁、施佩妤、楊凱文
演講者 鄭任鈞 教授 國立中興大學生命科學學系
主持人 吳岳隆 教授 國立台灣大學昆蟲學系
演講日期 2022/04/26 11:20~12:20
課程之內容與新知
本場專題講座邀請到中興大學生科系的鄭任鈞教授介紹令人驚奇的蜘蛛奧妙，鄭教授的專業為蜘蛛的行為生態與系統分類，探討雌雄蛛極端的體長二型性對於物種的影響。蜘蛛的形態與一般熟知的昆蟲不同，僅分成頭胸與腹兩部分，有趣的是據一位搞笑諾貝爾得主的研究結果顯示：不少的生物專家其實也害怕這些「多了兩隻腳的昆蟲」，顯見大眾對蜘蛛的誤解與害怕，也顯現於社群媒體上對蜘蛛誇張且聳動的報導。
除去對於蜘蛛的害怕，其實他們從頭到腳都充滿了應用價值。以蜘蛛毒為例，雖然被蜘蛛咬傷後，毒液會造成傷口腐爛或是導致神經中毒；但在中醫領域，蜘蛛毒是一帖可以治療褥瘡、毒蟲咬傷、中風、陽痿的良藥；現代醫學業也從蜘蛛毒中找到治療性功能、心血管疾病、止痛與初期中風的成分，顯見毒藥與良藥的一線之隔。再以蜘蛛絲為例，雖然不少人可能曾有一頭撞進蜘蛛網中被鋪天蓋地絲網纏住的可怕經驗，佔據角落的蜘蛛網也可能造成居家環境髒亂，但蜘蛛絲可不是只會造成困擾的三千煩惱絲，人類早在古羅馬時代就會利用乾淨的蜘蛛絲作為傷口敷料，因為蜘蛛絲的表面結構具有不易沾附細菌的特性，直到今日也是值得發展的醫療材料；太平洋島上的土著也會利用蜘蛛絲製成的無鉤魚線來捕魚；軍事上由蜘蛛絲製成的準新十分的強韌、可以抵抗火藥擊發的後座力；也有藝術家利用蜘蛛絲製成小提琴的琴弦以及紡織品。天然的蜘蛛絲產量有限，人工合成的蜘蛛絲同時能擁有鋼鐵一般的強度、彈性卻又是鋼鐵的500倍之高，目前已開發出多樣的概念性商品，應用於紡織、軍事、天文、醫療、導電材料上，搖身一變成為充滿商業價值的金絲銀線。但其基因長度太長，難以利用大腸桿菌進行轉殖、大量生產，也尚未完全掌握液態的蜘蛛絲前驅物如何經由酸鹼的變化形成固體的絲線，是值得更進一步研發的方向。
除了豐富有趣的蜘蛛科普，鄭老師其中一項主要研究為探討金蛛屬隱帶的功能與演化，金蛛屬的隱帶大致分為三種，幼蛛時期為圓盤狀、為古老特徵的直線型、以及能吸引較多獵物的交叉型，雖然交叉型有較高捕食效率，但也比較容易被捕食者發現，因此鄭老師的研究指出大膽的蜘蛛會比較高頻率的製作交叉型隱帶，相反的膽小的蜘蛛則比較少結出交叉型隱帶。雌雄蜘蛛的體長二型性也是老師的研究重點之一，雌蛛的體型可以比雄蛛大上十倍，雄蛛為了避免交配前出師未成身先死，演化出了多種交配策略，如守在剛蛻皮的雌蛛旁邊，在雌蛛還沒恢復活動力之前完成交配；雄蛛也會吐絲纏繞雌蛛，以減少雌蛛的攻擊性；完成交配後，有些雄蛛會留守在雌蛛附近或是折斷附肢器來避免其他雄蛛再度交配；也有雄蛛在交配完成後會犧牲小我，成為雌蛛的養分，以提升後代的存活率。老師的研究也指出，不同的類群有不同的演化歷史，且造成雌雄體型差異的因素各有原因。
蜘蛛在生態系上扮演著重要的捕食者角色，隨人類行為日益增高的都市化、全球暖化會對蜘蛛的形態與行為造成何種影響？而農業行為中大量使用的化學藥劑雖能降低害蟲的危害，但也危害多種非標的生物，這些農藥經由生物累積作用又會對蜘蛛等捕食者造成什麼樣的影響呢？這些議題正為鄭老師下一步研究的方向。
Q&A
Q1. 雄蛛交配後自己折斷觸肢器，移動速度會變快、跟別人打架比較容易贏。請問雄蛛自己移除觸肢器和人工移除都會造成行為的改變嗎？觸肢器佔其體重非常重，除了減輕重量讓他移動速度變快，讓他比較容易打贏之外，會不會有其他的機制，例如內分泌調控之類的？
A1. 我們沒有用人工的方式移除，最主要的原因有兩個，這個都是室內實驗，並且那時人都在斯洛維尼亞，所以我們都是從台灣蒐集很多蜘蛛卵，帶過去再慢慢養大，所以沒有那麼多個體可以用，所以大部分都是讓他們交配完後再來弄。除了重量以外是否由其他內分泌的影響？我覺得有，因為他不只有速度變快，攻擊性也會變強、變得很兇，所以這後面一定有一些內分泌調節機制。
Q2. 蜘蛛絲可以用做製造準星的材料，過程中把蜘蛛絲黏上去，蜘蛛絲本身材質的堅韌經得起考驗，可是準星能不能發揮功能事實上是在他黏到接目鏡或瞄準鏡上要經得起衝撞。不知道鄭老師有沒有讀到相關報導，蜘蛛絲怎麼黏到玻璃或目鏡上面，讓他不會因為衝撞或溫度的改變，而浪費這麼好的材質？
A2. 我可以確定的是他們用的蜘蛛絲是沒有黏性在上面的，他們是用蜘蛛走路時在後面拖著的絲，是沒有黏性的。所以他們一定是靠其他的方式固定在瞄準鏡上面。根據過往的經驗，通常固定是簡單用膠水沾黏，然後把他拉直到另外一邊再沾黏，他其實就可以固定的很好了。像是我們用國際的運輸也是這樣子黏，基本上不太會斷裂。當然我猜他們一定有自己的方法不會寫出來，可能是他們的商業機密等，可是固定蜘蛛絲這件事情其實不是這麼困難，簡單的膠水就可以讓他黏的很好了。
Q3. 感謝老師的演講，請問在做蜘蛛網的pattern吸引昆蟲獵物的實驗時是如何控制蜘蛛要做甚麼樣的pattern？是用不同種的蜘蛛嗎？還是說同一種蜘蛛，但你們有技術可以控制蜘蛛做什麼樣的pattern？還有另外一個問題是老師有提到蜘蛛有個性，個性會影響到蜘蛛製作的隱帶。個性是指同一種蜘蛛就會製作出不同隱帶的pattern嗎？
A3. 當初量完蜘蛛隱帶的反射光譜後，我把全台中可以買到的色紙都買起來全部量一遍。有找到一張色紙，他在蜜蜂的視覺裡面看起來跟真實的隱帶是一模一樣的，所以我們花了非常多的時間、精力去找一張色紙，他的反色光譜至少在模型計算裡面是跟真實的隱帶是一模一樣的。所以在這種情況下我們可以很容易去操控隱帶的形狀跟大小。個性都是講同一種蜘蛛，同一種蜘蛛具有不同個性的個體，他們結隱帶的頻率會不一樣。不一定每天會結隱帶，可是比較勇敢、大膽的蜘蛛，他們結隱帶的頻率就特別高。同一種隱帶的pattern，只是出現的頻率不同。
Q4. 據我所知裂腹蛛的結網形式是貼著樹木結很廣的網，這種結網形式跟其他常見的金蛛不太一樣，好奇這樣子他們隱帶的效果上是否會有差別？裂腹蛛也是金蛛科的嗎
A4. 裂腹蛛不結隱帶。裂腹蛛跟人面蜘蛛的關係比較接近，裂腹蛛的確是在樹上結網，只是這個類群裡面只有人面蜘蛛會結隱帶，剩下都不會。
Q5. 一開始講到關於蜘蛛報導的部分，會咬死人的蜘蛛的國家通常聳動的報導會比較多，但是剛才看澳洲比例和其他相比其實低很多？
A5. 對，澳洲是個很例外的國家，澳洲也有很多毒蜘蛛沒錯，可是相較於其他有毒蜘蛛的國家，澳洲就特別不一樣。基本上是有統計支持，我們發現不同國家報導有沒有具有驚悚的新聞的比例是很不一樣的，只是我們沒有分析是不是有毒蜘蛛的國家、或會咬死人蜘蛛的國家就醫定比較驚悚。不過自己看起來是像巴西、墨西哥、英國這些特別高，不過這份資料還沒完整進一步分析。
花絮照片3~5張 :
