ovenfor: den ogre-faced spider deinopis spinosa har ikke kun de største øjne af enhver edderkop, men er også en af få, der vides at kunne høre på afstand.
JAY STAFSTROM, CORNELL UNIVERSITY
hvis du var i stand til at finde den ogre-faced spider Deinopis spinosa om dagen, ville du ikke se meget bevægelse. Ligner et dødt blad på en gren, bevæger det sig slet ikke, gemmer sig fra rovdyr og venter stille på dagen. Men om natten forvandles det til en af de mest smidige arachnid-jægere.
holder et net strakt mellem sine fire forben, det springer ned på jorden for at fange insekt bytte, gør brug af sine overfølsomme, nattesyn øjne-den største af enhver edderkop, på næsten 5 mm på tværs sammen. Ved hjælp af en anden manøvre slår den ud med sin bane grebet mellem sine forben for at snappe myg, Møller og fluer, der passerer over det i en hurtig, Atletisk backbend. Men hvordan det opdager disse bytte overhead har længe været et mysterium.
en ny undersøgelse offentliggjort i dag (29.oktober) i Current Biology viser, at D. spinosa kan høre lyde fra to meter væk, hvilket gør det muligt at fange bytte uden at stole på syn. Resultaterne placerer den ogre-faced edderkop i rækken af visse springende edderkopper, cob-spind edderkopper, og fiskeri edderkopper, som tidligere har vist sig at være i stand til at “høre.”Undersøgelsens resultater tilføjer beviser, der hjælper med at debunkere en gammel, men vedvarende myte om, at edderkopper, der ikke har ører, kun kan registrere mekaniske vibrationer, siger gennem deres baner og ikke luftbåren lyd. De nye data om D. spinosa bekræfter tidligere spor, som edderkopper kan høre gennem det samme organ, de bruger til at detektere mekanisk vibration.
“der har været flere hints og faktiske dokumentation af akustisk følsomhed i edderkopper gennem årene, men denne er interessant,” bemærker neuroetolog Andrei Mason fra University of Toronto Scarborough, der har arbejdet i en af medforfatterens laboratorier som postdoc, men var ikke involveret i den aktuelle undersøgelse. “Det helt nye stykke af det giver bevis for, at edderkoppens ben kan fungere som en akustisk transducer, og som kan formidles af det sensoriske organ, der normalt er forbundet med substratvibrationer.”
sensorisk økolog Jay Stafstrom, en postdoc i neuroetolog og bioakustiker Ronald Hoy ‘ s laboratorium ved Cornell University, havde lært i tidligere eksperimenter, at D. spinosa bruger vision til sine fremadrettede, netstøbende manøvrer, men ikke for sine tilbagebøjende vendinger. Personer, hvis øjne var midlertidigt blinde, kunne ikke fange insekter fra jorden, men de kunne stadig fange bytte ud af luften, hvilket tyder på, at “de sandsynligvis bruger et andet sensorisk system” til baglæns manøvre, siger Stafstrom.
Stafstrom, Hoy og kolleger satte sig for at undersøge, om de ogre-faced arachnider var i stand til at samle akustiske signaler produceret ved flapping af insektbytte. Ved hjælp af teknikker udviklet af laboratorie neuroetolog Gil Menda indsatte holdet små tungstenelektroder i hjernen hos levende edderkopper i regioner, der anses for at være vigtige for behandling af sensorisk information og separat i adskilte ben for at detektere neurale aktiviteter i perifere nerver. Til holdets overraskelse var neuroner både i hjernen og benene lydhøre over for en lang række tonefrekvenser—fra 100 til 10.000 HS—udsendt fra en højttaler 2 meter væk. Dette interval går langt ud over de typiske vingeslagsfrekvenser for deres bytte—hvilket ville være omtrent mellem 150 og 750 HS—ind i kilohertsområdet, hvilket ville omfatte opkald fra passerine fugle, for eksempel, der er blevet observeret fouragering omkring palmeplanter, som ogre-faced edderkopper lever på.
forskerne spekulerede på, om det metatarsale organ—et instrument beliggende ved det laveste benled, der registrerer mekanisk vibration gennem bevægelser i edderkopens eksoskelet—kunne spille en rolle i detekteringen af lyd. Faktisk viste yderligere eksperimenter, hvor forskerne eksperimentelt begrænsede bevægelsen af løsrevne ben, at orgelet spiller en rolle i at detektere en delmængde af de frekvenser, de opdager.
det antyder, at det metatarsale organ af ogre-faced edderkopper i det mindste for nogle frekvenser kan opfange luftbårne lyde, der formerer sig gennem luften i trykbølger, der afbøjer spidserne af deres ben, forklarer Stafstrom. “Selv en så lille mængde information, som luftpartikler, der faktisk afbøjes af dette ben, er nok til, at edderkopperne funktionelt kan høre,” siger Stafstrom.
holdet har mistanke om, at følsomme benhår kendt som trichobothria—som Hoys team tidligere har vist, gør det muligt for hoy—siders at høre langt væk-spiller en rolle i detektering af lavere frekvenser.
forskerne fulgte op med adfærdsmæssige eksperimenter for at teste, om edderkopperne ville reagere på lyde. Og helt sikkert, 13 af 25 edderkopper udført back-drejninger, når de hørte frekvenser mellem 150 og 750 HS, som om et insekt havde susede forbi dem. Stafstrom fløj også ud til Florida for at finde edderkopper i naturen og gentog eksperimenterne med en Bluetooth—højttaler-med lignende resultater, siger han.
mærkeligt nok reagerede edderkopperne ikke adfærdsmæssigt på højere frekvenstoner, selvom de tidligere eksperimenter viste, at deres centrale og perifere neuroner reagerer på toner så højt som fem oktaver over en midterste A. måske har edderkopperne evnen til at høre disse frekvenser ikke for at jage, men så de kan skjule sig fra fugle rovdyr, som har tendens til at producere højfrekvente lyde.
til Natasha Mhatre, en sensorisk biolog ved det vestlige Universitet i Canada, der ikke var involveret i undersøgelsen, behandler resultaterne et langvarigt mysterium. Nogle tidligere undersøgelser i andre edderkoppearter, hvor forskere registrerede neurale reaktioner på eksperimentelle vibrationer i benet, antydede, at de faktisk var mere følsomme over for frekvenser større end 1.000 HS end for frekvenser under det. Denne observation var forvirrende, fordi de fleste af de vibrationer, edderkopper støder på på deres net, ville være under 1.000 HS, siger Mhatre. “I længst tid vidste vi ikke rigtig, hvorfor i alverden edderkopper var mere følsomme over for ting, der er over 1.000 Herts og ikke følsomme over for de ting, de faktisk er interesseret i,” siger hun.
holdets resultater tyder på, at ogre-faced edderkopper kan være følsomme over for de højere frekvenser, fordi de lytter til luftbårne lyde, muligvis for at undgå fugle. “Hvad denne undersøgelse viser er, at ja, nogle lyde er tilstrækkelige . . . at generere fælles bøjning stor nok til faktisk at producere en nervøs reaktion og derfor for edderkoppen at høre det,” tilføjer Mhatre.
både Mason og Mhatre siger, at de er nysgerrige efter de nøjagtige mekanismer, der er involveret, såsom hvilket ben i jagtstillingen “hører” lyden, og om og hvordan edderkoppens baner kunne spille en hjælperolle i hørelsen ved at ændre edderkoppens følsomhed over for bestemte lyde.
til Mason rejser resultaterne også et filosofisk spørgsmål om, hvordan edderkopper opfatter verden. Forskere har en tendens til at tænke på luftbåren lyd og substratvibration som to forskellige enheder. Men for edderkoppen, er de to forskellige kategorier af stimulus, eller er de en del af en kontinuerlig verden af sensorisk information? “Det kan være, at det bare er alle vibrationer, og grænsen mellem luften og nettet er bare ikke en reel grænse.”
for en edderkop med en så unik Jekyll-og-Hyde-livsstil, stadig om dagen og akrobatisk om natten, siger Stafstrom, han er ikke overrasket over, at de har et avanceret sensorisk værktøjssæt. “Deres opførsel kræver noget virkelig imponerende sensorisk udstyr for at kunne overleve og få succes som dyr. At prøve at finde ud af, hvordan de gør det, er et spørgsmål, som jeg vil prøve at besvare i mange år fremover.”
J. A. Stafstrom et al., “Ogre-faced, net-casting edderkopper bruger auditive signaler til at opdage luftbårne bytte,” Nuværende biologi, doi:10.1016/j.cub.2020.09.048.