Пауки используют свою паутину для обнаружения звуков
Люди и другие виды позвоночных слышат с помощью барабанных перепонок, которые могут преобразовывать давление звуковых волн в сигналы, поступающие в мозг. Новое экспериментальное исследование под руководством Бингемтонского университета изучило слуховые процессы пауков-орбитреков и обнаружило, что эти маленькие существа используют свои паутины в качестве расширенных слуховых лучей для улавливания звуков. Возможно, такая процедура позволяет паукам заранее предупреждать о приближающихся хищниках или добыче.
Давно известно, что пауки охотно реагируют, когда что-то вибрирует в их паутине, например, потенциальные моли. Однако в ходе новых экспериментов исследователи впервые обнаружили, что пауки поворачиваются, приседают или распрямляются в ответ на звуки, проходящие через их паутину.
Паучий шелк настолько тонок и чувствителен, что может легко улавливать движения вибрирующих частиц воздуха, составляющих звуковые волны. "Паук действительно является естественной демонстрацией того, что это жизнеспособный способ восприятия звука с помощью вязких сил в воздухе на тонких волокнах", - сказал старший автор исследования Рональд Майлз, профессор машиностроения в Бингемтоне. "Если это работает в природе, возможно, нам стоит присмотреться к этому поближе".
По словам профессора Майлза и его коллег, пауки могут обнаруживать мельчайшие движения и вибрации с помощью органов чувств, расположенных на тарзальных когтях на кончиках их ног, которые они используют для захвата своей паутины. Поскольку пауки-орбитреки строят большие паутины, они создают "акустические антенны" со звукочувствительной областью, которая часто в 10 000 раз больше, чем у самих пауков.
Чтобы лучше понять слуховые механизмы пауков, ученые использовали лазерную виброметрию для измерения более тысячи точек на паутине, в то время как паук находился в центре паутины. Они поместили мини-динамик на расстоянии пяти сантиметров от центра паутины и двух миллиметров от плоскости паутины, что позволило звуку дойти до паука как по воздуху, так и через паутину.
Результаты оказались поразительными: хотя звуковая волна от мини-динамика значительно затухала при прохождении по воздуху, она легко распространялась по паутине с очень незначительным затуханием, что свидетельствует о том, что паутина движется вместе со звуком почти с максимальной физической эффективностью в сверхшироком диапазоне частот.
Исследователи также обнаружили, что, растягиваясь и приседая, пауки изменяют натяжение шелковых нитей, настраивая их на восприятие различных частот, и таким образом настраивают свой внешний слуховой "орган" на восприятие различных звуков.
Необходимы дальнейшие исследования, чтобы выяснить, как пауки используют звуки, которые они могут обнаружить с помощью своей паутины, а также выяснить, используют ли другие виды пауков, плетущих паутину, свой шелк для аутсорсинга слуха. Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
