Несмотря на большое разнообразие видов пауков, большинство ткачей кругов, похоже, плетут свои сети по одной и той же схеме.
Ключевые выводы
- Несмотря на то, что пауки маленькие и в основном слепые существа, они могут плести сложные сети, состоящие из разных типов шелка.
- В недавнем исследовании использовались инфракрасные камеры и нейронные сети для точной записи каждого шага процесса создания сети.
- Результаты показывают, что пауки обычно следуют одному и тому же сценарию, чтобы строить свои сети, и что определенное поведение предсказывает, на какой стадии создания сети находится паукообразный в настоящее время.
Для насекомых, запутавшихся в паутине, шелковые ловушки обычно означают медленную смерть. Но для исследователей, изучающих познание животных, паутина предлагает уникальное окно в сложное поведение: паутина служит физической записью поведения, в котором участвует паук, чтобы построить структуры.
Ученых давно интересовало, как пауки - животные с маленьким мозгом и плохим зрением - строят сложные сети. Хотя не все из 50 000 видов пауков в мире плетут паутину, те, которые часто делают это, могут создавать несколько типов - от шаров до треугольников и воронок - и каждая паутина может состоять из разных типов шелка.
Исследование, недавно опубликованное в журнале Current Biology, является одним из первых, описывающих, как именно пауки выполняют архитектурный подвиг. Чтобы выяснить это, исследователи использовали камеры ночного видения и нейронные сети для записи движений пауков во время плетения паутины.
Результаты подтвердили прошлые выводы, показывающие, что пауки обычно строят паутину в разные фазы, а также показали, что можно надежно предсказать, на какой стадии построения паутины участвует паук, наблюдая за его поведением.
Пособие по плетению паутины
Недавнее исследование было сосредоточено на виде пауков под названием Uloborus diversus, паукообразных, распространенных в США, которые предпочитают плести по ночам так называемые паутины-шары. Чтобы изучить этот процесс, исследователи построили «поведенческую арену», оснащенную инфракрасными камерами, на которых отдельные пауки могли плести паутину, что обычно занимает несколько часов. Обычно все начинается с того, что паук строит неорганизованную сеть, называемую «прото-паутиной», которая не имеет четкой формы или регулярности.
«Считается, что этот этап создания сети является исследовательской фазой, на которой паук оценивает структурную целостность своего окружения и находит опорные точки для окончательной сети», - отмечается в документе.
Этапы веб-билдинга.
В конечном итоге паук удаляет большую часть прото-паутины или реструктурирует некоторые линии в радиусы. Когда радиусы установлены, паук обычно закрепляет шелк на периферии паутины, чтобы построить каркас. Наконец, паук строит две спирали: вспомогательную спираль, которая, как считается, укрепляет структуру, и захватывающую спираль, сделанную из особенно липкого захватывающего шелка. Конечным результатом является шар.
Поведенческие схемы
После отслеживания движений пауков во время процесса создания паутины исследователи обнаружили, что пауки демонстрируют общий набор движений для создания своей сети. Окончательная паутина не всегда имела одинаковую форму, и не все пауки следовали одной и той же последовательности при плетении своей сети.
Но в целом пауки, похоже, следовали одному и тому же набору правил для создания паутины, используя в основном свое осязание. Более того, исследователи обнаружили, что определенные последовательности поведения, такие как определенные движения ног, предсказывают, на какой стадии процесса создания паутины находится паук.
В целом, результаты показывают, что схема построения паутины закодирована в их мозгу. Остается открытым вопрос, кодируются ли эти архитектурные инструкции на уровне нейронов. В будущих исследованиях исследователи надеются изучить этот вопрос, давая паукам изменяющие сознание лекарства и отслеживая изменения в поведении.
«Известно, что нейроактивные химические вещества, такие как кофеин и метамфетамин, изменяют определенные части геометрии паутины, оставляя другие нетронутыми», - отмечается в документе. «Эти препараты изменяют нейромодуляторные пути в мозге, что указывает на то, что эти пути могут участвовать в поведении паутины в разной степени в зависимости от стадии паутины».
Тот факт, что мозг паука обладает сложными поведенческими схемами, говорит о том, что нам еще многое предстоит узнать о том, как поведение кодируется у других животных.
«Мы надеемся, что уроки, которые мы можем извлечь из мозга паука, могут послужить строительными блоками для понимания поведенческого мозга, похожего на наш собственный», - сказал в видео автор исследования Абель Корвер.