天网恢恢。
10 月 5 日，原本是一个平平无奇的周四，美国加利福尼亚州却出现了诡异的一幕。阳光明媚的晴空中突然飘起神秘的白色絮状物体，它们纷纷下落，黏在电线杆、车辆和地面上，甚至还会落到行人身上。
当人们仔细端详时才发现，那大团大团的东西竟然是蜘蛛网！不少加州居民在社交媒体上记录下了这场大规模“蜘蛛雨”，也算是为即将到来的万圣节预热。
图片来源：pixabay
其实，这种蜘蛛网大规模从天而降的现象并不罕见，澳大利亚的一些居民或许对此更加熟悉。
2015 年 5 月，澳大利亚南部高地也曾出现过如雪般的蜘蛛网从天而降的情景；2012 年 3 月，被洪水袭击的澳大利亚南部小镇更是被蜘蛛网全面覆盖，呈现一片银装素裹的景象。
除此之外，巴西和巴基斯坦也有过类似报道。一些人还会把这种从天上飘落的银丝亲切地称为“天使头发”（angel hair）。
其实，“天使头发”不过是蜘蛛用来迁徙的工具。
一个澳大利亚公园中被蜘蛛网覆盖的地面。图片来源：Byrce and Leslie Anne Schmidt via BuzzFeed
飞翔的蜘蛛
为了避免与同类争夺食物、配偶、栖息地等资源，蜘蛛常常需要迁徙。虽然没有翅膀，它们却能巧妙地利用蛛丝长途远行。
1832 年 11 月，小猎犬号已行驶至距离海岸约 100 千米，正在甲板上吹风的达尔文忽然发现了许多“气球驾驶员”。它们是一群暗红色的小蜘蛛，正乘坐着细细的蛛丝做成的“气球”飞行。
这些小家伙有着高超的“驾驶技巧”，它们顺着蛛丝在空中上上下下，甚至能借助蛛丝“气球”在水面上滑翔。
其中一些会爬到高凸的区域，然后抬起腹部，发射蛛丝，“咻”地一下就飞走了。还有一些蜘蛛会站在柱子顶端，分泌出四五根呈扇形分布的蛛丝，然后随风而去。
达尔文认为，飞行技能是这些小蜘蛛与生俱来的本能，就像水蛛（Argyroneta aquatica）擅长潜水那样。后来，科学家将蜘蛛这种像气球一样的行为命名为“飞航”（ballooning）。
小蜘蛛不仅飞行速度很快，6 小时内能航行 30 千米，而且还能飞很远，能通过连续飞航到达 3200 千米（相当于昆明到沈阳）以外的地方。飞行高度也相当惊人，有人甚至在大气平流层发现过飞航的蜘蛛。
在巴西拍摄到的大规模飞航的蜘蛛。图片来源：Guardian News via YouTube
许多蜘蛛都具有飞航能力。目前，研究人员已经记录到至少 27 个科的飞航蜘蛛，它们分布在世界各地，也包括中国。不同蜘蛛的飞航习性差异很大，一些全年飞航，另一些则选择在春末或秋季迁徙。
这样看来，飞航蜘蛛并不是什么罕见的事，为何我们很少见到集体在空中飞翔的蜘蛛呢？
这是因为，通常而言，蜘蛛飞航是个体行为。但在某些特殊情况下，例如因洪水导致蜘蛛的栖息地被大范围破坏，需要集体撤离，或是原本准备飞航的蜘蛛一直没能遇上合适的天气，直到天气变得适宜才集中飞航。
“蜘蛛侠”的秘密
正如达尔文所观测到的，蜘蛛通常会使用两种方式飞航。
第一种方式名为“踮脚式”（tip-toe）。
蜘蛛首先会走到一个高耸的表面，然后抬起一条或两条前腿，并保持这种姿势 5～8 秒，重复几次。这是它们在利用腿上的毛来感受周围环境是否适宜飞行。
评估完成后，如果决定飞航，它们便会顺着风的方向旋转身体，然后抬起腹部（也称为“踮起脚尖”），开始吐丝，并以此制作飞行道具。
首先，蜘蛛会用后腿将吐丝器吐出的丝粘到所在的平面上，这是它为自己系上的“安全线”（safety line）。
然后，起飞流程正式开始。它用腹部其他的腺体吐出多根 2～4 米长的蛛丝，这些蛛丝在空中展开，形成薄薄的三角形，在风中狂舞。同时，它还会用后腿将安全线控制在合理的位置，避免其阻挡丝线气球在空中展开。
一段时间后，小蜘蛛松开原本牢牢抓住的表面，同时将所有腿向外伸展，然后斜斜地向远处飞去。
在飞航过程中，蜘蛛也不忘“抓紧”安全线。直到飞至 3～5 米远，安全线才会断掉。如果在起飞前，天气条件突然变得不适合飞航，它还会立即切断蛛丝，重新等待合适的时机。
使用“踮脚式”飞航的蜘蛛。图片来源：原论文
另一种蜘蛛飞航的方式是“漂筏式”（dragline）。
顾名思义，就像是蜘蛛在空中放下一个由蛛丝构成的筏子。当蜘蛛选择从高高的柱子上飞航时，原本固定在柱子上的安全线就变成了“蹦极绳”。它们会顺着绳子下降 0.4～1.1 米，然后一边在空中摇摆，一边编织“筏子”。
它们在空中不停挥舞前后腿，以此保持自己的腹部始终对准风上行的方向。蛛丝组成的筏子从它的腹部缓缓生成，在风的作用下向上弯曲，蜘蛛也随之向上飘动。当蛛丝筏有了足够的升力，小蜘蛛便切断安全丝，愉快地飞走了。
使用“漂筏式”飞航的蜘蛛。红色表示用于固定的“安全丝”，蓝色表示参与飞航的蛛丝筏。图片来源：原论文
为什么仅仅靠几根柔软的蜘蛛丝，蜘蛛就能腾空而起呢？科学家对此有着不同观点。
一些科学家认为，这要从空气动力学角度解释。
例如，在阳光明媚又有微风的春秋季，太阳加热地面后产生的向上气流为蜘蛛提供了飞行的动力，因此，这也是它们最常飞航的日子。
但在酷暑炎炎的夏季，虽然上升气流较多，可由于缺少横向的微风，蜘蛛即便起飞也无法航行。更极端的，在凛冽的寒冬，狂风又会干扰气流上升，因此也不利于蜘蛛飞航。
然而，随着研究的深入，一些科学家对这种理论提出了质疑。
为什么仅仅在低风速的条件下，蜘蛛就能获得如此高的初始加速度？而且，蜘蛛实际上并不能像电影中的蜘蛛侠那样“滋”地一下就喷出蛛丝，需要外力才能将蛛丝从腺体中拉出来（例如用后腿将蛛丝拉出并粘到一个表面上），上升气流怎么可能做到这一点呢？
因上升气流而飞航的蜘蛛。图片来源：原论文
科学家观察到，蜘蛛在飞航时产生的蛛丝会分成扇形，而不会再缠成一团。因此，他们猜测电荷在飞航中起到了重要作用。
的确，蜘蛛和它们产生的蛛丝都带有负电荷，而且蜘蛛还能通过爬上树枝、树叶和草等来增加身上的负电荷。蛛丝所带的负电荷间有静电排斥，这让它们在气流中仍保持分开状态。
另一方面，地球大气则带有正电荷，与带负电的大地之间形成了一个巨大的电场。即便是万里无云的晴天，这种大气电势梯度（APG）也能达到 100 伏特/米，如果是在有雾或暴风雨的情况下，甚至可能会增加到每米数万伏特。
因此，带负电的蛛丝天然就会在这种环境下受到向上的电场力。而且，蜘蛛飞航时选择的凸起表面也具备更强的局部电场。
科学家将蜘蛛放在了一个无风的环境，他们发现，一旦开启环境中的电场，蜘蛛也会表现出“踮起脚尖”的行为。这说明，它们是在感受空气中的电荷。
而且，其中许多蜘蛛也成功起飞，通过调整封闭环境中的电场强度，研究人员还能控制蜘蛛飞上飞下。
在变化的电场中飞上飞下的蜘蛛。图片来源：原论文
除了栖息地的环境和气流及电场条件外，温度、湿度、光强、压力等因素都可能影响蜘蛛是否决定飞航。如果你也在某一天遇到从天而降的蜘蛛网，不必惊慌，因为大多数飞航的蜘蛛都没有毒，它们只是正在搬家的小可爱罢了。
参考文献
[1] https://www.sciencetimes.com/articles/46426/20231009/spiders-falling-skies-california-biologist-explains-bizarre-phenomenon.htm
[2]https://www.tiktok.com/@karensusy3/video/7286222218852355374
[3] https://www.snopes.com/fact-check/park-covered-spider-webs/
[4] https://www.buzzfeed.com/bradesposito/meowth-thats-right
[5]https://www.gutenberg.org/cache/epub/3704/pg3704-images.html
[6]https://www.biodiversity-science.net/article/2021/1005-0094/1005-0094-29-4-517.shtml
[7] https://www.youtube.com/watch?v=RKV34U2vEk8
[8]https://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.2004405
[9] https://www.livescience.com/7247-fly-spiders-check-weather.html
[10] https://www.newscientist.com/article/2173544-spiders-can-use-electricity-in-the-air-to-balloon-for-kilometres/
[11]https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(18)30693-6
策划制作
来源丨环球科学
撰文丨黄雨佳
责编丨一诺
