VÝŠE: zlobr-tváří v tvář spider Deinopis spinosa nejen má největší oči ze všech spider, ale je také jedním z mála známých, aby mohli slyšet na dálku.
JAY STAFSTROM, CORNELL UNIVERSITY
pokud byste během dne našli pavouka deinopis spinosa, neviděli byste mnoho pohybu. Vypadá jako mrtvý list na větvi, Vůbec se nepohybuje, schovává se před dravci a tiše čeká den. Ale během noci se přemění na jednoho z nejvíce agilních lovců pavouků.
Drží čisté protáhl mezi své čtyři přední nohy, to springs dolů na zem, aby se polapit hmyz kořist, využití jeho přecitlivělý, noční vidění, oči—největší z jakéhokoliv pavouka, v téměř 5 mm po celé dohromady. Pomocí jiného manévru, udeří se svou sítí uchopenou mezi předními nohami, aby chytila komáry, můry, a letí nad ním rychle, atletický, backbend. Přesto, jak tyto kořisti zjistí, je již dlouho záhadou.
nová studie zveřejněná dnes (29. října) v Current Biology ukazuje, že D. spinosa slyší zvuky ze dvou metrů, což jí umožňuje chytit kořist bez spoléhání se na vidění. Zjištění místa, zlobr-tváří v tvář spider v řadách některých skákání pavouci, cob-web pavouci, rybaření a pavouků, které byly dříve prokázáno, že být schopen „slyšet.“Výsledky studie přidat k důkazům, které pomáhají odhalit staré ještě přetrvávající mýtus, že pavouci, které nemají uši, může detekovat pouze mechanické vibrace, řekněme, přes jejich weby, a ne ve vzduchu zvuk. Nové údaje o D. spinosa potvrzuje dřívější stopy, které pavouci slyší prostřednictvím stejného orgánu, který používají k detekci mechanických vibrací.
„Tam bylo několik rad a dokumentace skutečného akustické citlivosti v pavouci v průběhu let, ale tohle je zajímavé,“ poznamenává neuroethologist Andrew Mason z University of Toronto Scarborough, který pracoval v jednom z spoluautor laboratořích jako post-doktorand, ale nebyl zapojen v této studii. „Opravdu nový kus poskytuje důkaz, že noha pavouka může fungovat jako akustický převodník a že může být zprostředkována smyslovým orgánem, který je obvykle spojen s vibracemi substrátu.“
Smyslové ekolog Jay Stafstrom, postdoka v neuroethologist a bioacoustician Ronald Hoy laboratoři na Cornellově Univerzitě, se naučil v dřívější experimenty, které D. spinosa používá vizi pro své dopředu-zarážející, net-casting manévry, ale ne pro jeho ohýbání zad zvraty. Jednotlivci, jejichž oči byly dočasně oslepen nemohl chytit hmyz ze země, ale ještě se může chytit kořist ze vzduchu, což naznačuje, že „jsou pravděpodobně používáte nějaký jiný smyslový systém“ pro pozpátku manévr, Stafstrom říká.
Stafstrom, Hoy, a kolegy vyrazil prozkoumat, zda ogre-tváří v tvář pavoukovci byli schopni vyzvednutí akustické podněty produkován mávání hmyzí kořist. Pomocí techniky vyvinuté laboratorní neuroethologist Gil Menda, tým vložen malý wolframových elektrod do mozku živých pavouků v regionech si myslel, že být důležité pro zpracování smyslové informace, a odděleně, v samostatných nohou odhalit nervové aktivity z periferních nervů. K překvapení týmu reagovaly neurony v mozku i nohou na širokou škálu tónových frekvencí-od 100 do 10 000 Hz-vyzařovaných z reproduktoru vzdáleného 2 metry. Že rozsah jde nad rámec typický wingbeat frekvence svou kořist—což by bylo zhruba mezi 150 a 750 Hz—do kilohertzů, který by zahrnoval volání pěvců, například, které byly pozorovány pást kolem palm rostliny, které ogre-tváří v tvář pavouci žijí.
vědci přemýšlel, jestli metatarzu varhany—nástroj se nachází na nejnižší nohu kloubu, která vnímá mechanické vibrace přes pohyby v pavoučí exoskeleton—by mohl hrát roli v detekci zvuku. Další experimenty, ve kterých vědci experimentálně omezili pohyb oddělených nohou, ukázaly, že orgán hraje roli při detekci podmnožiny frekvencí, které detekují.
To naznačuje, že přinejmenším pro některé frekvence, na nártu orgán ogre-tváří v tvář pavouci můžete vyzvednout ve vzduchu zvuky, které se šíří vzduchem v tlakové vlny, které odvrátit špičky svých nohou, Stafstrom vysvětluje. „I tak malé množství informací, jako jsou vzduchové částice ve skutečnosti vychylování z této etapy, je dost pro pavouky funkčně slyšet,“ Stafstrom říká.
tým podezření, že citlivé chlupy na nohou známé jako trichobothria—což Hoy tým již dříve ukázaly, umožňují skákání siders slyšet z dálky—hrát roli v detekci nižších frekvencích.
vědci sledovali behaviorální experimenty, aby otestovali, zda pavouci budou reagovat na zvuky. A jistě, 13 z 25 pavouků provedlo zpětné zvraty, když slyšeli frekvence mezi 150 A 750 Hz, jako by je prošel hmyz. Stafstrom také odletěl na Floridu, aby našel pavouky ve volné přírodě, a zopakoval experimenty s reproduktorem Bluetooth—s podobnými výsledky, říká.
zajímavostí je, že pavouci nereagovala behaviorálně na vyšší frekvence, tóny, i když předchozí pokusy naznačily, že jejich centrální a periferní neurony reagují na tóny vysoké jako pět oktávy nad středním a. Možná, že pavouci mají schopnost slyšet tyto frekvence není za účelem lovu, ale aby se mohli schovat z ptačí dravci, které mají tendenci produkovat vysokofrekvenční zvuky.
Natasha Mhatre, senzorická bioložka na západní univerzitě v Kanadě, která se studie nezúčastnila, se nálezy zabývají dlouhodobým tajemstvím. Některé předchozí výzkumy v jiných druhů pavouků, ve které vědci zaznamenávají nervové reakce na experimentální vibrace nohu navrhl, že oni byli ve skutečnosti více citlivé na frekvence vyšší než 1000 Hz, než frekvence nižší. Toto pozorování bylo záhadné, protože většina vibrací, se kterými se pavouci setkávají na svém webu, by byla pod 1,000 Hz, říká Mhatre. „Nejdéle jsme nevěděli, proč jsou pavouci na Zemi citlivější na věci, které jsou nad 1000 hertzů a nejsou citlivé na věci, o které se skutečně zajímají,“ říká.
výsledky týmu naznačují, že zlobr tváří pavouci mohou být citlivé na vyšší frekvence, protože poslouchají ve vzduchu zvuky, případně, aby se zabránilo ptáky. „Tato studie ukazuje, že ano, některé zvuky jsou dostačující . . . vytvořit tak velké ohýbání kloubů, aby skutečně vyvolalo nervovou reakci, a tedy aby ji pavouk slyšel, “ dodává Mhatre.
Oba Mason a Mhatre, že jsou zvědaví, přesné mechanismy, jako je která noha v lovecké pozici „slyší“ zvuk, a zda a jak pavoučí může hrát pomocnou roli v jednání změnou spider je citlivost na určité zvuky.
Masonovi nálezy také vyvolávají filozofickou otázku o tom, jak pavouci vnímají svět. Vědci mají tendenci přemýšlet o vzdušném zvuku a vibracích substrátu jako o dvou odlišných entitách. Ale pro pavouka jsou to dvě různé kategorie podnětů, nebo jsou součástí nepřetržité říše smyslových informací? „Je možné, že je to jen všechny vibrace, a hranice mezi vzduchem a web je prostě není skutečná hranice.“
Pro pavouka s tak jedinečným Jekyll-and-Hyde životní styl, ještě den a akrobatické v noci, Stafstrom říká, že to není překvapen, že mají pokročilé senzorické výbavy. „Jejich chování vyžaduje nějaké opravdu působivé smyslové vybavení, aby bylo možné přežít a být úspěšné jako zvíře. Snažím se přijít na to, jak to dělají, je otázka, na kterou se budu snažit odpovědět po mnoho dalších let.“
J. a. Stafstrom et al., „Ogre-faced, net-casting pavouci používají sluchové podněty k detekci vzdušné kořisti,“ Current Biology, doi: 10.1016/j. mládě.2020.09.048.