水蜘蛛在水下呼吸有奇招(组图)

水蜘蛛在水下呼吸的奇招(网络图片)

科学家发现，水蜘蛛每天只需要浮出水面一次换气。它们会使用一种水下气泡蛛网，在气泡蛛网中充满了空气以便于它们在水下呼吸。

科学家们对欧洲蜘蛛类节肢动物进行了深入研究，他们测量了气泡蛛网内外的氧气含量。科学家们发现，这种气泡蛛网功能相当于一个腮部，可以从水中提取氧气，并向外排出二氧化碳。

这种水蜘蛛主要生活于欧洲及亚洲北部地区的池塘以及水流较慢的溪水中，它们是唯一一种一生都生活于水下的蜘蛛，交配、产卵及利用蛛网捕食都在水下进行。它们的蛛网结于水下的植被之间。

水蜘蛛甚至可以在水下结茧(网络图片)

为了能够向水下蛛网中充气，水蜘蛛会使用腹部的绒毛将水面的气泡搬运到水下。此前，科学家曾经争论过，这些蜘蛛是否需要定期返回水面补充自己的空气供应。为了解决这些争议，无脊椎动物专家罗杰-塞穆尔教授和斯蒂凡-赫兹博士从德国的艾德河中采集了标本。在实验室中，他们模拟了酷热的夏季中一个杂草丛生的死水池塘。他们希望能够观测到水蜘蛛是如何在这样一种环境中生存的。塞穆尔教授表示，“此前的文献表明，它们一天中每隔20到40分钟会冒出水面一次。这次实验当然需要一个对氧气极为敏感的仪器，即溶解氧传感器。”

通过测试气泡内外的氧气含量，科学家们发现了一种气体交换机制，这种机制与一些动物在水中用腮呼吸的机制类似。塞穆尔教授解释说，“当蜘蛛从气泡中消耗氧气时，气泡中的氧气浓度降低。当气泡中氧气含量低于水中的溶解氧含量时，气泡就会从水中吸取氧气。蜘蛛产生的二氧化碳当然也会排出并溶解于水中，永远不会在气泡中积聚。”

与其他通过腮部进行氧气和二氧化碳交换的动物不同的是，水蜘蛛不得不解决空气中的其他气体问题。塞穆尔教授继续解释说，“当你在一个密闭气泡中从气体混合物中吸取一种气体时，其余气体的浓度肯定会升高。由于氧气被从气泡中吸取，而二氧化碳又没有积聚，这就必然导致气泡中的氮气浓度升高。”

随着氮气被排出气泡，气泡就会破灭，但这个过程是缓慢的。根据科学家的实验结果，这一过程持续时间大约为一天。塞穆尔教授表示，“在非常酷热的天气里，虽然新陈代谢比通常要快，但如果水中氧气充足，蜘蛛可以一直呆在水中。”这就意味着蜘蛛不需要频繁返回水面，这也大大降低了被水面捕食者攻击的风险。