上过太空的蚕,吐丝质量竟更好!为啥蜘蛛丝就不能用来做衣服?

逐梦天涯人 2024-12-09 17:52:31

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蚕,算是不少农村人的童年玩物了,不少人会回忆自己以前趁大人不注意,偷偷拿几条蚕到学校,或直接放在铁皮文具盒里,或是偷偷逗女孩子。

可以说,蚕陪伴了大部分人的童年。就是这样一个普通的蚕,在最近却成了上太空的“贵宾”,小小地火了一把。

关于蚕的故事及历史

我们现在所看到的家蚕是从原来栖息在桑树上的野桑蚕演化而来的,而且作为我国特有的一种昆虫,它有着极为悠久的历史。

在我国的古代字体中,蚕是由天和虫子构成的,表示这种昆虫是上天的恩赐,也可以看出当时的人对这种昆虫的尊敬。

关于它们的历史传说,最早可以追溯到伏羲“化蚕”,嫘祖“教民养蚕”的故事。而且甲骨文中的象形字如蚕、桑、丝、帛等,以及关于祭祀蚕神的记载,均表明商代时期黄河流域的育蚕和丝织事业已经相当发达。

据说在最早的时候,黄帝战胜了蚩尤,建立了部落联盟。黄帝引领众人致力于生产发展,亲自指导种植五谷、驯化动物、提炼铜铁以及打造各式生产工具;至于衣冠的制作事宜,则交由正妃嫘祖全权负责。

当时嫘祖与黄帝团队分工制作衣冠,嫘祖负责原料,她带妇女采集材料。后来嫘祖因为事务繁重而病倒了,她身边女子摘了一些果子给她吃。

在搜寻果子的过程中,她们发现了特殊的白色“果子”,怎么泡怎么烧都弄不烂,甚至扯下来还有长长的丝叶。后来嫘祖亲自去观察,发现这种白色“小果”并非树上的果子,而是一种虫子口吐细丝绕织而成的。

嫘祖就将这种虫子命名为“蚕”,它们织成的“白果子”取名为“茧”。

她后来向黄帝报告了此事,黄帝便下令保护山上的桑树林。从此,嫘祖开始倡导栽桑养蚕,并带领妇女们开始了种桑养蚕的历史。

后世人为了纪念嫘祖这一功绩,将她称为“先蚕娘娘”,并将她的故事流传至今。

除了嫘祖的故事以外,在我国古代也有很多关于蚕的历史记载。

当时的养蚕业规模相当宏大,甚至有十亩地都用来做这种行业的。这也间接证明了当时的养蚕不只是个人爱好,也有人将它们作为经济作物进行发展。

家蚕和野蚕的区别,关于蚕的孵化又如何?

蚕在其生命周期中会经历四个截然不同的发育阶段:卵期、幼虫期、蛹期以及成虫期,这一复杂而完整的过程使得蚕成为完全变态昆虫的典范。

一只雌蛾可产400-500枚蚕卵,刚破壳的蚕看起来比较像蚂蚁,身上多细毛。等过个2~3消失,它们就会开始进食蚕桑叶。在进食过程中,它们的身体逐渐变成白色,然后每隔几日蜕皮一次。

要经历4次蜕皮后,它们就会成为开始吐丝,并且形成茧将自己完全包裹。

蚕结茧后,于茧内完成最后一次蜕皮,转变为蚕蛹。此阶段,茧内的蚕渐趋成熟,最终羽化为蚕蛾。

雌蛾体态丰满,行动迟缓;雄蛾则相对瘦削,行动敏捷,会振翅寻偶,但它们的寿命都差不多为一周。

交配后,雄蛾迅速死亡,而雌蛾等到产卵后亦会逐渐死亡。

虽然都是蚕,但家蚕和野生蚕是完全不一样的。

家蚕以桑叶为食,蚕茧奶白色,而野生蚕以柞叶为食,柞蚕丝的蚕茧偏黄。虽然后者饲养起来比较方便,但它们吐出的蚕丝长度较短,蓬松度不如桑蚕丝,价格也会相对便宜。

有意思的是,家蚕和野蚕之间有不完全的生殖隔离。尽管它们是可以在自然条件下交配的,但由于生殖隔离的存在,家蚕的雄性无法飞到野生雌性那边去,而野生蚕的雄性可以飞到家蚕的雌性进行交配。

这是因为家蚕的驯化历程,可追溯到大约7500年前,在这一漫长的过程中,家蚕经历了显著的遗传演变,这些演变最终促成了家蚕与野生蚕之间生殖上的隔离。

蚕为何会拼命吐丝?和蜘蛛丝有何区别?

蚕吐丝这个能力是众所皆知的,但却很少有人去了解它们为什么会有这个本领,为什么只有它们有而其他的昆虫类却很少呢?

当蚕还是个幼虫的时候,就已经在吃大量的桑叶了。同时,蚕的体内存在一种特殊的腺体,称为丝腺,是用来分泌丝蛋白的。

当蚕宝宝咀嚼并摄取桑叶时,桑叶内含的丰富营养,会被其消化系统吸收并利用,进而转化为构建它们身体所需的蛋白质。随后,这些蛋白质在家蚕体内的丝腺中经过特殊处理,转化成丝蛋白,并被分泌至丝腺腔中。

之后,一旦丝腺内部积累了足够浓度的丝蛋白,蚕便会利用其口器执行一个特殊的排泄过程,将丝蛋白释放至外界。这时候也就是蚕宝宝们的成熟阶段了。

然后,在准备吐出的过程中,蚕会用自己的下颌像针一样扎破丝腺里面的一层薄膜,所以我们会看到那些浓浓的蛋白质就像挤牙膏一样,从蚕嘴巴旁边的小管子里一点点挤出来。

当那些丝吐出后,丝蛋白会在空气中逐渐凝固和固化,形成纤维结构。蚕就用这些丝将自己包裹起来,形成保护性的茧,供它长大成蚕蛾。

另外,蚕吐丝也是一种排毒。这是因为丝腺的蛋白质是由氨基酸构成的,这些氨基酸就是蚕在吃了大量的桑叶后转化得来的。如果它体内有大量的氨基酸就会中毒,所以需要进行排毒,也就是吐丝。

有意思的是,一只在野外自然生长的桑蚕可以吐丝一、二百米长,而经过人工驯养、选择的家蚕,一只就可以吐丝3000米以上。

由于蚕丝是一种天然蛋白质纤维,具有光泽优雅、质地柔软、透气性好、吸湿性强等特点,摸起来也相当细腻,所以它被称作“人体的第二皮肤”,经常被用来做衣服。

然而,吐丝并不是蚕的专利,蜘蛛也会吐丝,那为什么我们没看到用蜘蛛丝做成的衣服?

其实用蜘蛛丝做衣物的案例也不在少数,不只是国内,国外也有人做了尝试。在国内的尝试是在建国初期,上海国营绢纺厂和苏州第一丝厂,就曾经研究过用蛛丝代替蚕丝,作为制衣原料的可能性。

在国外是法国18世纪的著名博物学曾受人委托,也对蜘蛛丝进行了研究。

但他们的研究都失败了,理由也一样:用蜘蛛丝做衣服难度实在是太大了,很容易断。

虽然蜘蛛丝在自然界算得上是极为“强劲”的材料,它的抗拉强度甚至达到了骨骼的三倍,但它也具备了纤细特性——它的直径也通常不超过2微米,这大约是蚕丝直径的十分之一。

虽然人们可以考虑将多根蛛丝合并成一根更粗的线,或者开发专门用于纺织蛛丝的机械设备,这样或许倒是可以做出更结实的衣服。但这些解决方案都不可避免地会增加生产过程的复杂性和成本,所以只能作罢。

不过,也是有人尝试用蜘蛛丝来做衣物,在纽约市的美国自然历史博物馆就有这样的一个展品,它是在2009年,由超过一百万只野生蜘蛛丝制成的稀有金色纺织品,大小为11英尺X4英尺。

但制作起来可是相当麻烦:首先,需要组织一个由70人组成的团队,他们投入四年的时间,在马达加斯加搜集将近一百万个金色圆蛛。然后,接下来的步骤需要十几位工人参与,他们要细致地从每只蜘蛛身上抽取大约24米的丝线。

这就足以看到用蜘蛛丝做衣物的复杂度了。所以蜘蛛的丝一般是用来捕获更多的猎物,而非制作衣物。

蚕宝宝居然也上太空了?

是的,你没看错,早在2016年10月17日,我们所熟悉的蚕宝宝也一起上太空了。

这是由中国香港学生设计的“太空养蚕”实验,经过挑选的蚕宝宝会随着随神舟十一号飞船升空,六只秋丰白玉蚕在太空中生活了31天。

这次实验是为了观察蚕在微重力环境下的吐丝和结茧行为。

在经历了几十天的太空之旅后,专家发现这些太空蚕能够顺利破蛹、交配并产卵,且其蚕丝在强度、刚度、韧性和断裂强力方面均优于地面蚕丝。

更让人欣喜的是,这些在太空呆久了的蚕吐出的蚕丝直径,也比地面家蚕丝更大,这表明失重环境可能对茧丝的物理特性有积极影响。

这则新闻让来自不同国家的专家将目光放在了蚕身上,并且在未来会有更多关于蚕的研究。可见,蚕的潜力仍然是无穷的。

从另一角度来看,这又何尝不是中国人的缩影呢?辛辛苦苦地劳作,同时在关键时刻,又会一鸣惊人。

信息来源:

新华网 港生“太空养蚕”计划后续:太空蚕地面“结婚生子”

知乎 蚕丝可以做衣服,蜘蛛丝可以吗?两者有何区别?

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