kmlover：蜘蛛結一張網後至少要捉多少昆蟲才算不虧？
【文/ kmlover】
結網捕食對蜘蛛來説，的確存在“虧本”（結網後捕不到獵物，或捕到的獵物不足以彌補消耗）的可能性。
但只要捕到了獵物，則基本就不會“虧本”了，除非是非常極端的情況（蜘蛛很大，結的網也很大，但從網結好到獵物落網等候的時間非常長，落網的昆蟲還是蚜蟲之類極小的昆蟲）。
至於具體要“捕到多少昆蟲才不虧本”，則很難計算。
然後是分析：
一、為什麼説結網捕食對蜘蛛來説是有可能虧本的？首先、結網捕食本身屬於“守株待兔”型的被動捕食行為，能否獲得足夠多的食物取決於蜘蛛結網區域的獵物密度。而蜘蛛最初又是通過飛航這種完全隨機的方式來選擇結網地點的，如果運氣不好落到沒有昆蟲/昆蟲極少/都是大昆蟲（幼蛛只能捕食小蟲子）的地方，就會面臨結了網也捕不到（或捕不夠）食物的窘境。（所謂飛航，指的是春季幼蛛孵化後爬到高處，翹起屁股放出蛛絲，在風力作用下隨風飄走，落到哪就在哪開始獨立生活的行為）。
其次，結網捕食在蜘蛛的進化路徑上處於中間等級（蜘蛛的進化是從挖洞穴居到結網，再從結網到遊獵），而即便是遊獵型蜘蛛也具備強大的耐飢餓能力，這間接説明了結網捕食“虧本”的可能性是相當大的。
因為：1.遊獵需要蜘蛛四處亂跑，其能量消耗遠高於結網，在這種情況下蜘蛛還從結網進化到遊獵，説明遊獵在捕食效率上對結網的優勢相當大，足以彌補能量消耗高的不足（主動出擊對被動等待的優勢）；
2.即便是捕食效率顯著優於結網型蜘蛛的遊獵型蜘蛛，也進化出了強大的耐飢餓能力，説明這種效率更高的捕獵方式也會面臨食物不足以至於餓死的窘境（不夠耐餓的都餓死了，才會慢慢進化出更強的耐飢餓能力），那麼捕食效率更低的結網型蜘蛛遇到食物不足以至於餓死的幾率顯然更高，也就是結網這個行為本身“虧本”了。（所以現在蜘蛛種類最多的10個科裏有6個科是遊獵型的，其中包括蜘蛛目下第一大科跳蛛科，而典型的結網型蜘蛛如皿蛛科和園蛛科，其下也有一些種類放棄了結網，轉為遊獵捕食）。
二、計算蜘蛛結網後逮到多少昆蟲才不“虧本”的難點在哪？很顯然，這要根據蜘蛛結網捕食的消耗和從獵物中獲得的營養來計算，而具體計算難度很大。
先看蜘蛛結網捕食的成本，這包括：
1.蜘蛛結網除了要消耗蛋白質、粘性多糖和礦物鹽（具體比例有多少可以分析，但我沒查到數據）外，蜘蛛結網時上下來回爬行還要消耗很多能量。至於能量消耗的多少，則與蜘蛛的體重、網的構型和大小有關。而這三個因素的變化範圍又很大：蜘蛛的體重——同樣是結網蜘蛛，最小的體長僅2~3毫米（皿蛛科），最大的體長可達50~60毫米（如斑絡新婦），其體重差距可達數萬倍。網的構型——園蛛結圓網，漏斗蛛結漏斗形網，褸網蛛、球蛛等結不規則網。即便同樣是圓網，還有園蛛的普通圓網，扇蛛的缺角型圓網，絡新婦的缺上半截圓網……網的大小——壁錢的網只有郵票大小，而大型園蛛和絡新婦的網直徑可達1~2米，馬達加斯加島上的達爾文樹皮蛛結的網跨度甚至達到25米。（蛛網本身的重量沒有查到相關數據，專業論文裏討論的都是蛛絲承重力的問題。科普著作裏倒是看到過兩個數據，但相差太大——一本書説普通蛛網大約重0.1~0.5毫克，另一本書則説蛛網平均重16.8毫克，故兩者均未採納）。
2.蜘蛛結網後就要長期（例如棒絡新婦，全天呆在網中央）或定期（例如大腹園蛛，傍晚出來，天亮了就回到網附近的隱蔽處）停留在網上，也增加了被天敵發現和捕食的幾率。為此，蜘蛛不得不再額外附加一些保護措施，如棒絡新婦在網前後拉出許多不規則的蛛絲來阻擋天敵接近，又如吊葉園蛛將枯葉懸吊網上並隱蔽其中，而這些行為無疑會增加蜘蛛結網的消耗。
3.結網最大的優點是大大增強了蜘蛛的捕獵能力，使之可以獵殺體型遠大於自身的獵物（例如下圖球蛛捕食鍬甲）。但蜘蛛在獵殺時不僅要用蛛絲捆綁獵物，還要向其體內注入毒液並和獵物打鬥，這部分的消耗有時甚至遠高於結網本身，例如在國家地理雜誌的這篇報道中，提到一種蜘蛛花了一個小時時間，用140米長的蛛絲來纏繞獵物（而一般蜘蛛結網只消耗10~30米蛛絲）
球蛛捕食體型遠大於自己的鍬甲，圖片來自網絡
4.續上，在纏繞獵物所消耗的蛛絲和毒液上，不同種類的蜘蛛區別也很大。
僅以蛛絲而論，有的蜘蛛會根據獵物的大小和威脅性決定是否用蛛絲纏繞，以及用多少蛛絲來纏繞（如大腹園蛛）；有的蜘蛛不管獵物大小都只隨便纏兩圈完事（如棒絡新婦）；有的蜘蛛纏繞獵物惜絲如金，只用很細的一束蛛絲（如各種球蛛）；還有的蜘蛛會用大量的絲把獵物纏得嚴嚴實實（如各種金蛛）。
截取自一段金蛛捕獵的視頻，獵物被裹成了白色
5.從網結好到獵物落網期間，蜘蛛的新陳代謝和其他活動所消耗的能量（這個沒法估算，完全看運氣）。
再説蜘蛛捕獵的收益，這部分計算的難點在於：
1.昆蟲本身大小差距就很大，小到1毫米長的蚜蟲，大到將近200毫米長的泰坦天牛；
2.蜘蛛的毒液只能溶化昆蟲的內臟和肌肉，對其外骨骼沒有作用，也就是説外骨骼這部分不能被蜘蛛食用，而不同昆蟲體重中外骨骼所佔比例不同；
3.同種昆蟲，不同時期體內蛋白質、脂肪等物質的比例變化很大，例如蜂類、蠅類這些飛行的昆蟲在長距離飛行前後體重可有幾十個百分點的差距。所以同樣是捕獲一隻昆蟲，蜘蛛的收穫也難以計算。
三、為什麼説蜘蛛只要捕到了獵物，一般就不存在“虧本”的可能性？由於以上因素，要獲得“蜘蛛結一張網要捕到多少昆蟲才不虧”的準確結果是很難的。不過我偶然間查到幾個數據，可以粗略判斷一下這個問題的大概結論：
1.在1962年的一項實驗中，科學家們發現十字園蛛（Araneus diadematus）和另外一種蜘蛛（Araneus sericatus，中文學名不知）在正常情況下結網平均消耗約16米長的蛛絲。（這個實驗本身很有趣，他們把鉛片綁在蜘蛛身上來增加蜘蛛的體重，觀察蜘蛛體重對結網行為的影響）；
2.在同一項實驗中，科學家們測量發現正常情況下每米蛛絲平均含有11.5微克的蛋白質，則一個蛛網消耗蛋白質16*11.5=184微克。（實驗中發現：如果蜘蛛體重被人為增加30%，則蜘蛛需要用更粗的蛛絲來支撐自身體重，每米蛛絲所含蛋白質由此上升到22.6微克）；
3.普通蚊子的體重大約是2毫克，假定其中含蛋白質10%（因為要去除水分和不能被蜘蛛食用的外骨骼，以及其他非蛋白質成分），則一隻普通的蚊子含有蛋白質200微克。由此我們得出結論：至少在蛋白質這一項上，蜘蛛結網後只要捕到了一隻昆蟲，一般就不存在虧本的可能性了（除非是特別大的蜘蛛結了特別大的網等候了特別久的時間結果只捕到一兩隻特別小的昆蟲）。
（原載知乎，觀察者網授權轉載）