SOPRA: Il ragno dalla faccia di orco Deinopis spinosa non solo ha gli occhi più grandi di qualsiasi ragno, ma è anche uno dei pochi noti per essere in grado di sentire a distanza.
JAY STAFSTROM, CORNELL UNIVERSITY
Se riuscissi a trovare il ragno orco Deinopis spinosa durante il giorno, non vedresti molto movimento. Sembra una foglia morta su un ramo, non si muove affatto, nascondendosi dai predatori e aspettando silenziosamente la giornata. Ma durante la notte, si trasforma in uno dei più agili cacciatori di aracnidi.
Tenendo una rete tesa tra le sue quattro zampe anteriori, sprofonda a terra per intrappolare le prede degli insetti, facendo uso dei suoi occhi ipersensibili e notturni-il più grande di qualsiasi ragno, a quasi 5 mm di diametro insieme. Usando una manovra diversa, colpisce con la sua rete afferrata tra le zampe anteriori per strappare zanzare, falene e mosche che passano sopra di esso in un rapido, atletico, backbend. Eppure come rileva queste prede in testa è stato a lungo un mistero.
Un nuovo studio pubblicato oggi (29 ottobre) su Current Biology dimostra che D. spinosa può sentire suoni da due metri di distanza, il che gli consente di catturare la preda senza fare affidamento sulla visione. I risultati collocano il ragno orco faccia nei ranghi di alcuni ragni saltatori, ragni cob-web, e ragni di pesca, che sono stati precedentemente dimostrato di essere in grado di “udito.”I risultati dello studio aggiungono prove che aiutano a sfatare un vecchio ma persistente mito secondo cui i ragni, che non hanno orecchie, possono rilevare solo vibrazioni meccaniche, ad esempio, attraverso le loro ragnatele e non il suono aereo. I nuovi dati su D. spinosa conferma indizi precedenti che i ragni possono sentire attraverso lo stesso organo che usano per rilevare vibrazioni meccaniche.
“Ci sono stati diversi suggerimenti e documentazioni effettive della sensibilità acustica nei ragni nel corso degli anni, ma questo è interessante”, osserva il neuroetologo Andrew Mason dell’Università di Toronto Scarborough che ha lavorato in uno dei laboratori del coautore come postdoc ma non è stato coinvolto nello studio attuale. “Il pezzo davvero nuovo sta fornendo la prova che la gamba del ragno può funzionare come un trasduttore acustico e che può essere mediata dall’organo sensoriale che è normalmente associato alla vibrazione del substrato.”
L’ecologo sensoriale Jay Stafstrom, un postdoc nel laboratorio di neuroetologo e bioacustico Ronald Hoy alla Cornell University, aveva appreso in precedenti esperimenti che D. spinosa usa la visione per le sue manovre di lancio in avanti, ma non per le sue torsioni posteriori. Gli individui i cui occhi erano temporaneamente accecati non potevano catturare gli insetti da terra, ma potevano ancora catturare la preda dall’aria, suggerendo che “probabilmente stanno usando qualche altro sistema sensoriale” per la manovra all’indietro, dice Stafstrom.
Stafstrom, Hoy e colleghi si proponevano di indagare se gli aracnidi dalla faccia da orco fossero in grado di captare segnali acustici prodotti dal battito delle prede degli insetti. Utilizzando tecniche sviluppate dal neuroetologo di laboratorio Gil Menda, il team ha inserito minuscoli elettrodi di tungsteno nel cervello di ragni viventi in regioni ritenute importanti per l’elaborazione delle informazioni sensoriali e, separatamente, in gambe staccate per rilevare l’attività neurale dei nervi periferici. Con sorpresa del team, i neuroni sia nel cervello che nelle gambe rispondevano a una vasta gamma di frequenze tonali—da 100 a 10.000 Hz—emesse da un altoparlante a 2 metri di distanza. Tale intervallo va ben oltre le frequenze tipiche del battito d’ala delle loro prede-che sarebbero approssimativamente tra 150 e 750 Hz-nella gamma kilohertz, che includerebbe i richiami di uccelli passeriformi, ad esempio, che sono stati osservati a foraggiare le piante di palma su cui vivono i ragni dalla faccia di orco.
I ricercatori si sono chiesti se l’organo metatarsale—uno strumento situato all’articolazione della gamba più bassa che percepisce le vibrazioni meccaniche attraverso i movimenti nell’esoscheletro del ragno—potesse svolgere un ruolo nel rilevamento del suono. In effetti, ulteriori esperimenti in cui i ricercatori hanno limitato sperimentalmente il movimento delle gambe staccate hanno dimostrato che l’organo svolge un ruolo nel rilevare un sottoinsieme delle frequenze che rilevano.
Ciò suggerisce che, almeno per alcune frequenze, l’organo metatarsale dei ragni dalla faccia di orco può captare suoni aerei che si propagano attraverso l’aria in onde di pressione che deviano le punte delle loro gambe, spiega Stafstrom. “Anche una così piccola quantità di informazioni, come le particelle d’aria che si allontanano da questa gamba, è sufficiente per far sentire funzionalmente i ragni”, afferma Stafstrom.
Il team sospetta che i peli sensibili delle gambe noti come trichobothria—che il team di Hoy ha mostrato in precedenza consentono ai saltatori di sentire da lontano—abbiano un ruolo nel rilevare le frequenze più basse.
Gli scienziati hanno seguito esperimenti comportamentali per testare se i ragni avrebbero risposto ai suoni. E abbastanza sicuro, 13 dei 25 ragni eseguito back-colpi di scena quando hanno sentito frequenze tra 150 e 750 Hz, come se un insetto aveva sfrecciato li passò. Stafstrom anche volato fuori in Florida per trovare ragni in natura e ripetuto gli esperimenti con un altoparlante Bluetooth-con risultati simili, dice.
Curiosamente, i ragni non reagivano comportamentalmente a toni a frequenza più alta, anche se gli esperimenti precedenti indicavano che i loro neuroni centrali e periferici reagivano a toni fino a cinque ottave sopra una A media.Forse i ragni hanno la capacità di sentire quelle frequenze non per cacciare ma per nascondersi dai predatori aviari, che tendono a produrre suoni ad alta frequenza.
A Natasha Mhatre, una biologa sensoriale della Western University in Canada che non è stata coinvolta nello studio, i risultati affrontano un mistero di lunga data. Alcune ricerche precedenti in altre specie di ragni in cui i ricercatori hanno registrato le risposte neurali alle vibrazioni sperimentali della gamba hanno suggerito che erano in realtà più sensibili a frequenze superiori a 1.000 Hz che a frequenze inferiori a quelle. Quell’osservazione era sconcertante perché la maggior parte delle vibrazioni che i ragni incontrano sul loro web sarebbe inferiore a 1.000 Hz, dice Mhatre. “Per molto tempo, non sapevamo davvero perché sulla Terra i ragni fossero più sensibili alle cose che superano i 1.000 hertz e non sensibili alle cose a cui sono effettivamente interessati”, dice.
I risultati del team suggeriscono che i ragni dalla faccia di orco potrebbero essere sensibili a quelle frequenze più alte perché stanno ascoltando suoni aerei, forse per evitare gli uccelli. “Ciò che questo studio mostra è che sì, alcuni suoni sono sufficienti . . . per generare flessione articolare abbastanza grande da produrre effettivamente una risposta nervosa e quindi per il ragno di sentirlo”, aggiunge Mhatre.
Sia Mason che Mhatre dicono di essere curiosi dei meccanismi precisi coinvolti, come ad esempio quale gamba nella postura di caccia “sente” il suono, e se e come le ragnatele potrebbero svolgere un ruolo ausiliario nell’udito modificando la sensibilità del ragno a determinati suoni.
Per Mason, i risultati sollevano anche una domanda filosofica su come i ragni percepiscono il mondo. Gli scienziati tendono a pensare al suono aereo e alla vibrazione del substrato come due entità distinte. Ma per il ragno, sono due diverse categorie di stimolo, o sono parte di un regno continuo di informazioni sensoriali? “Può essere che sia solo tutta la vibrazione, e il confine tra l’aria e il web non è solo un vero confine.”
Per un ragno con uno stile di vita Jekyll-and-Hyde così unico, ancora di giorno e acrobatico di notte, Stafstrom dice, non è sorpreso che abbiano un toolkit sensoriale avanzato. “Il loro comportamento richiede alcune attrezzature sensoriali davvero impressionanti per essere in grado di sopravvivere e avere successo come animale. Cercando di capire come stanno facendo è una domanda che cercherò di rispondere per molti anni a venire.”
J. A. Stafstrom et al., “Ogre-faced, net-casting ragni utilizzare segnali uditivi per rilevare preda in volo,” Current Biology, doi: 10.1016 / j.cub.2020.09.048.