de mai sus: păianjenul cu față de căpcăun deinopis spinosa nu numai că are cei mai mari ochi dintre orice păianjen, dar este, de asemenea, unul dintre puținii cunoscuți pentru a putea auzi de la distanță.
JAY STAFSTROM, Universitatea CORNELL
dacă ați putea găsi păianjenul cu fața de căpcăun deinopis spinosa în timpul zilei, nu ați vedea prea multă mișcare. Arătând ca o frunză moartă pe o ramură, nu se mișcă deloc, ascunzându-se de prădători și așteptând în tăcere ziua. Dar în timpul nopții, se transformă într-unul dintre cei mai agili vânători de arahnide.
ținând o plasă întinsă între cele patru picioare din față, se aruncă pe pământ pentru a prinde prada insectelor, folosindu-și ochii hipersensibili, cu vedere nocturnă—cel mai mare dintre orice păianjen, la aproape 5 mm împreună. Folosind o manevră diferită, lovește cu pânza prinsă între picioarele din față pentru a smulge țânțarii, molii și muștele care trec deasupra ei într-un backbend rapid, atletic. Cu toate acestea, modul în care detectează aceste pradă deasupra capului a fost mult timp un mister.
un nou studiu publicat astăzi (29 Octombrie) în Current Biology demonstrează că D. spinosa poate auzi sunete de la doi metri distanță, ceea ce îi permite să prindă prada fără să se bazeze pe viziune. Descoperirile plasează păianjenul cu fața de căpcăun în rândurile anumitor păianjeni săritori, păianjeni de pânză de știulete și păianjeni de pescuit, care s-au dovedit anterior a fi capabili să „audă.”Rezultatele studiului se adaugă la dovezi care ajută la demontarea unui mit vechi, dar persistent, potrivit căruia păianjenii, care nu au urechi, pot detecta doar vibrații mecanice, să zicem, prin pânzele lor, și nu sunetul în aer. Noile date despre D. spinosa confirmă indicii anterioare că păianjenii pot auzi prin același organ pe care îl folosesc pentru a detecta vibrațiile mecanice.
„au existat mai multe indicii și documentații reale ale sensibilității acustice la păianjeni de-a lungul anilor, dar aceasta este interesantă”, remarcă neuroetologul Andrew Mason de la Universitatea din Toronto Scarborough, care a lucrat într-unul din laboratoarele coautorului ca postdoc, dar nu a fost implicat în studiul actual. „Piesa cu adevărat nouă oferă dovezi că piciorul păianjenului poate funcționa ca un traductor acustic și care poate fi mediat de organul senzorial care este în mod normal asociat cu vibrația substratului.”
ecologul senzorial Jay Stafstrom, un postdoc în neuroetologul și bioacusticianul Ronald Hoy lab de la Universitatea Cornell, a aflat în experimentele anterioare că D. spinosa folosește viziunea pentru manevrele sale de aruncare înainte, dar nu pentru răsucirile sale de îndoire a spatelui. Indivizii ai căror ochi au fost orbiți temporar nu au putut prinde insecte de pe sol, dar ar putea totuși să prindă prada din aer, sugerând că „probabil folosesc un alt sistem senzorial” pentru manevra înapoi, spune Stafstrom.
Stafstrom, Hoy și colegii săi și-au propus să investigheze dacă arahnidele cu față de căpcăun erau capabile să detecteze indicii acustice produse de lovirea prăzii insectelor. Folosind tehnici dezvoltate de neuroetologul de laborator Gil Menda, echipa a introdus mici electrozi de tungsten în creierul păianjenilor vii în regiuni considerate a fi importante pentru procesarea informațiilor senzoriale și separat, în picioarele detașate pentru a detecta activitatea neuronală a nervilor periferici. Spre surprinderea echipei, neuronii atât din creier, cât și din picioare au fost receptivi la o gamă largă de frecvențe tonale—de la 100 la 10.000 Hz—emise de un difuzor aflat la 2 metri distanță. Această gamă depășește cu mult frecvențele tipice ale aripilor prăzii lor—care ar fi aproximativ între 150 și 750 Hz—în gama kilohertz, care ar include apelurile păsărilor trecătoare, de exemplu, care au fost observate hrănind în jurul plantelor de palmier pe care trăiesc păianjenii cu față de căpcăun.
cercetătorii s—au întrebat dacă organul metatarsian—un instrument situat la cea mai joasă articulație a piciorului care simte vibrațiile mecanice prin mișcările exoscheletului păianjenului-ar putea juca un rol în detectarea sunetului. Într-adevăr, alte experimente în care cercetătorii au restricționat experimental mișcarea picioarelor detașate au demonstrat că organul joacă un rol în detectarea unui subset al frecvențelor pe care le detectează.
asta sugerează că, cel puțin pentru unele frecvențe, organul metatarsian al păianjenilor cu fața de căpcăun poate ridica sunete din aer care se propagă prin aer în unde de presiune care deviază vârfurile picioarelor lor, explică Stafstrom. „Chiar și o cantitate atât de mică de informații, cum ar fi particulele de aer care se abat de fapt de pe acest picior, este suficientă pentru ca păianjenii să audă funcțional”, spune Stafstrom.
echipa suspectează că firele sensibile ale picioarelor cunoscute sub numele de trichobothria—despre care echipa lui Hoy a arătat anterior că permit săritorilor să audă de departe—joacă un rol în detectarea frecvențelor mai joase.
oamenii de știință au urmat experimente comportamentale pentru a testa dacă păianjenii ar răspunde la sunete. Și destul de sigur, 13 din 25 de păianjeni au efectuat răsuciri înapoi când au auzit frecvențe cuprinse între 150 și 750 Hz, ca și cum o insectă ar fi fluierat le-a trecut. Stafstrom a zburat, de asemenea, în Florida pentru a găsi păianjeni în sălbăticie și a repetat experimentele cu un difuzor Bluetooth—cu rezultate similare, spune el.
curios, păianjenii nu au reacționat comportamental la tonuri de frecvență mai mare, chiar dacă experimentele anterioare au indicat că neuronii lor centrali și periferici răspund la tonuri de până la cinci octave deasupra unui a Mijlociu.poate că păianjenii au capacitatea de a auzi aceste frecvențe nu pentru a vâna, ci pentru a se putea ascunde de prădătorii aviari, care tind să producă sunete de înaltă frecvență.
pentru Natasha Mhatre, biolog senzorial la Universitatea de Vest din Canada, care nu a fost implicat în studiu, concluziile abordează un mister de lungă durată. Unele cercetări anterioare efectuate pe alte specii de păianjeni în care cercetătorii au înregistrat răspunsurile neuronale la vibrațiile experimentale ale piciorului au sugerat că acestea erau de fapt mai sensibile la frecvențe mai mari de 1.000 Hz decât la frecvențe sub aceasta. Această observație a fost încurcată, deoarece majoritatea vibrațiilor pe care păianjenii le întâlnesc pe web ar fi sub 1.000 Hz, spune Mhatre. „Pentru cea mai lungă perioadă de timp, nu am știut cu adevărat de ce păianjenii de pe pământ erau mai sensibili la lucruri care depășesc 1.000 de hertzi și nu erau sensibili la lucrurile de care sunt de fapt interesați”, spune ea.
rezultatele echipei sugerează că păianjenii cu fața de căpcăun pot fi sensibili la acele frecvențe mai înalte, deoarece ascultă sunete din aer, posibil pentru a evita păsările. „Ceea ce arată acest studiu este că da, unele sunete sunt suficiente . . . pentru a genera îndoirea articulațiilor suficient de mare pentru a produce de fapt un răspuns nervos și, prin urmare, pentru ca păianjenul să-l audă”, adaugă Mhatre.
atât Mason, cât și Mhatre spun că sunt curioși cu privire la mecanismele precise implicate, cum ar fi care picior din postura de vânătoare „aude” sunetul și dacă și cum pânzele păianjenului ar putea juca un rol auxiliar în auz prin modificarea sensibilității păianjenului la anumite sunete.
pentru Mason, descoperirile ridică, de asemenea, o întrebare filosofică despre modul în care păianjenii percep lumea. Oamenii de știință tind să se gândească la sunetul aerian și vibrația substratului ca două entități distincte. Dar pentru păianjen, sunt două categorii diferite de stimuli sau fac parte dintr-un tărâm continuu al informațiilor senzoriale? „S-ar putea să fie doar o vibrație, iar granița dintre AER și rețea nu este doar o limită reală.”
pentru un păianjen cu un stil de viață Jekyll-and-Hyde atât de unic, încă ziua și acrobatic noaptea, spune Stafstrom, nu este surprins că au un set de instrumente senzoriale avansate. „Comportamentul lor necesită un echipament senzorial cu adevărat impresionant pentru a putea supraviețui și a avea succes ca animal. Încercarea de a-mi da seama cum o fac este o întrebare la care voi încerca să răspund mulți ani de acum încolo.”
J. A. Stafstrom și colab., „Păianjenii cu față de Ogre, cu turnare netă, folosesc indicii auditive pentru a detecta prada aeriană”, Current Biology, doi:10.1016/j.pui.2020.09.048.