Содержание
Ученые заставили паука прыгать с платформы на платформу
Ученые исследовали механику движений паука из семейства пауков-скакунчиков и выяснили, что для коротких и точных прыжков, которые в природе используются для охоты, паук использовал низкий и быстрый прыжок, требующий большого расхода энергии. В то же время, прыжки на большие расстояния паук выполнял более энергоэффективно, говорится в исследовании, опубликованном в Nature.
Прыжки — способ передвижения, при котором
быстрое выпрямление конечностей обеспечивает импульс, достаточный для преодоления значительного расстояния по воздуху. Насекомые и пауки прыгают, используя разные механизмы: мышечную силу, пружинный механизм, гидравлическое давление. Механизмы гидравлического
давления в ногах пауков известны уже давно, но используются ли они для усиления или
замены мышечной силы при прыжке, до сих пор оставалось неизвестным.
Паучиха Ким, ставшая главным объектом исследования, относится
к паукам-скакунчикам. Пауки из этого семейства прыгают, когда охотятся или убегают от хищников.
Паутинную нить они используют для постройки гнезда, чтобы
вывести там потомство, а также для страховки приклеивают ее к поверхности, с которой
собираются совершить прыжок. Исследование прыжков проводилось
для понимания механики прыжка и того, как паук меняет стратегию прыжка в
зависимости от стоящей перед ним задачи.
Доктор Мостафа
Набави (Mostafa R. A. Nabawy) и его коллеги из
Манчестерского университета создали объемную модель ног и тела паука с
помощью микротомографии с высоким разрешением. Модель помогла определить
примерное местонахождение центра масс и увидеть подробности анатомии ног. Точное
расположение центра масс может изменяться в зависимости от взаимного расположения ног и тела
в пространстве.
Для эксперимента была разработана камера с двумя
горизонтальными платформами, смещающимися вертикально и горизонтально относительно
друг друга. Для эксперимента ученые отобрали крупных особей пауков Phidippus regius, но никто из них, кроме самки
по кличке Ким, не стал прыгать, поэтому все полученные результаты работы относятся именно
к этой особи.
Паучиха весила 150 миллиграммов и была 15 миллиметров в длину.
Особь была способна прыгнуть на три длины своего тела при
восходящем прыжке, на четыре без изменений высоты и на пять — при прыжке на
более низкую платформу. Для уменьшения расстояния прыжка паук всегда начинал
прыжок с края платформы, вытягивая третьи и четвертые пары ног так, что центр массы
находится за краем платформы на момент отталкивания. В прыжке использовались и третья, и четвертая пары ног. Тело располагалось под разными углами для прыжков на разную длину и
высоту. Положение тела было разным и в момент приземления в зависимости от места. Скорость
при отталкивании от платформы менялась от 0,52 до 0,97 метров в секунду, а время прыжка от 18,1 до 31,6 миллисекунд. Для преодоления короткого расстояния Ким предпочитала быстрый прыжок с плоской траекторией. Такой прыжок требует больше энергии, но за счет скорости он более эффективен при броске во время охоты. Для длинных прыжков паук использовал наиболее энергетически эффективные траектории, уменьшая таким образом расход энергии.
Также причиной выбора траектории могут стать особенности
зрения паука. У пауков-скакунчиков четыре больших глаза, но эти глаза
неподвижны, они имеют узкие неперекрывающиеся поля зрения. Паук, возможно, не
может позволить себе потерять из вида цель своего броска, что легко может
случиться при навесной траектории.
Участвовавший паук Phidippus regius не прыгал на большие расстояния, характерные для некоторых других членистоногих, скорее всего потому, что этот вид охотится с помощью коротких
быстрых прыжков, а причиной экстремально длинных прыжков, как правило, становится появление хищника. Возможно также, что паук не продемонстрировал все возможности своих
ног по причине ограничения зрения или поведенческим мотивам — в эксперименте,
напомним, участвовала всего одна особь.
Ученые пришли к выводу, что продемонстрированные прыжки легко могут быть
реализованы только за счет работы мышц, тем более, что паук Phidippus regius использует при
отталкивании две пары ног, а не только одну пару, как некоторые другие пауки.
Таким образом, роль гидравлического давления в ногах этого вида по-прежнему остается неизвестной.
Бионика представляет большой интерес для создания разнообразных
роботов. Авторы надеются, что это исследование поможет созданию гибких микро-роботов,
которые смогут прыгать быстро и точно, как паук-скакунчик.
Исследования пауков бывают использованы в различных областях техники. Ранее, изучение окраски паука помогло улучшить высокоточную оптику, а яда — бороться с параличом. Невероятно быстрый паук открыл возможности для усовершенствования движений роботов, имеющих несколько точек опоры.
Александра Кочеткова
Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.
Дрессированный паук прыгает по команде и помогает в разработке новых роботов // Смотрим
Профиль
Пауки и паутина
10 мая 2018, 17:34
- Юлия Воробьёва
Фото University of Manchester.
Тот момент, когда ради науки исследователи ненадолго стали дрессировщиками. В обмен на хрустящего сверчка паучиха по кличке Ким научилась прыгать по требованию (в том числе на расстояния, в шесть раз превышающие длину её тела). А инженеры тем временем изучали технику её прыжков, чтобы адаптировать биомеханизмы для создания нового поколения гибких роботов.
Дрессированными дельфинами, лошадьми и даже бегемотами сейчас вряд ли кого-то удивишь. Впрочем, и работать с более социализированными млекопитающими намного проще. А как начёт дрессировки, к примеру, пауков? Оказывается, и такое возможно.
Исследователи из Манчестерского университета (Великобритания) натренировали паука прыгать по команде. При этом они использовали обычную систему вознаграждения – за выполнение задания давали членистоногому сверчка.
Однако интерес учёных состоял не в самой возможности дрессировки.
Они изучали анатомические особенности и механизмы, которые задействует паук во время прыжка, чтобы затем адаптировать их для создания нового поколения скачущих роботов.
«Звездой арены» стала самка по кличке Ким (Kim), представитель вида Phidippus regius. Он относится к семейству хищных пауков-скакунчиков, известных своей способностью прыгать на большие расстояния, намного превышающие размер их собственного тела. Это огромное преимущество в охоте, поясняют биологи.
Впрочем, уникальные способности скакунчиков ещё никто не изучал с такой тщательностью, как это сделали британцы. Они использовали трёхмерное КТ-сканирование и высокоскоростные камеры с высоким разрешением для записи и анализа движений паука.
Авторы поясняют в пресс-релизе, что их интересовало, каким образом членистоногие развили анатомические приспособления для прыжков на большие расстояния, а также как можно использовать эту способность при создании гибких роботов.
В ходе исследования специалисты подсчитали, что длина прыжка Ким в пять-шесть раз превышает длину её собственного тела (для сравнения: человек способен совершить прыжок на расстояние, лишь в полтора раза превышающее длину его тела).
А сила ног (способность поднимать вес, преодолевая земное притяжение) при отталкивании может в пять раз превышать вес паука, добавляют эксперты.
Чтобы понять биомеханику паучьих прыжков, они дрессировали Ким прыгать с разной высоты и на разные расстояния. Паучиха прыгала на специальные платформы, как показано ниже. Одна платформа размещалась ниже, параллельно или выше относительно другой.
При помощи высокотехнологичной аппаратуры исследователи смогли рассмотреть и изучить строение тела Ким в беспрецедентных подробностях. В результате они выяснили, что P.regius используют различные техники прыжка, в зависимости от расстояния и траектории.
Так, для преодоления короткого расстояния Ким предпочитала быстрый прыжок с плоской траекторией. Такие прыжки более энергозатратны (прикладывается большее усилие), однако они совершаются очень быстро и повышают эффективность охоты, потому что паук очень точно рассчитывает место приземления, поясняют учёные.
А вот при более длинных прыжках и прыжках на возвышенную платформу Ким применяла другую технику.
Она экономила энергию и совершала более долгие, «ленивые» прыжки, при этом выбирая, как говорят авторы, «энергетически эффективные» траектории.
Любопытно, что непосредственно перед прыжком членистоногое выпускало паутину, что, вероятно, помогает стабилизировать полёт. Кроме того, Ким выбирала оптимальный угол для прыжка и чаще всего совершала его с самого края платформы. Длительность прыжков варьировалась от 18,1 до 31,6 миллисекунд.
Кроме того, исследователи заключили, что P.regius использует для толчка две пары ног, а не одну, как некоторое другие пауки. По их мнению, мышечной силы для совершения даже самых длинных прыжков должно быть вполне достаточно, хотя роль гидравлического давления в ногах остаётся неизвестной (а это важный момент, поскольку многие пауки используют внутреннее гидравлическое давление для усиления мышечной силы).
По итогам работы специалисты уже построили первую модель прыжкового механизма для роботизированного устройства размерами примерно с Ким (полтора миллиметра в длину). Для дальнейших разработок им потребуется выдрессировать других пауков и изучить механику их прыжков ещё более тщательно.
Об этой работе и её результатах подробнее авторы рассказали в статье, опубликованной в журнале Scientific Reports.
Добавим, что инженеры не впервые обращаются к животному миру, работая над созданием роботов. Например, их вдохновляют осьминоги, морские скаты, летучие мыши и насекомые.
новости
Весь эфир
пауков-скакунов: факты о самых милых паукообразных на планете
Маленькая кукла или паук, у которого много мыслей? Названный Hyllus giganteus, этот красавчик является самым крупным пауком-скакуном, достигающим в длину почти 2,5 сантиметра.
(Изображение предоставлено Shutterstock)
Вы когда-нибудь видели маленького пушистого паучка, бегущего по полу? Есть большая вероятность, что вы видели прыгающего паука.
Пауки-прыгуны — крупнейшее семейство пауков, в котором наука идентифицировала более 6380 видов.0005 World Spider Catalog (открывается в новой вкладке). Научное название семейства прыгающих пауков — Salticidae. Неудивительно, что с таким количеством видов пауки-прыгуны сильно различаются по внешнему виду, среде обитания и предпочтительной добыче. Самый крупный, Hyllus giganteus, , может иметь длину 0,98 дюйма (2,5 сантиметра), в то время как более мелкие виды, такие как красочный Habronattus pyrrithrix, , имеют длину от 0,19 до 0,3 дюйма (от 5 до 8 миллиметров).
Но что общего у пауков-скакунов, так это их впечатляющее зрение. У этих паукообразных всегда есть четыре пары глаз, в том числе большая основная пара, обращенная вперед, из-за чего пауки выглядят довольно кукольными и милыми.
Эти большие глаза выделяют прыгающих пауков среди пауки .
«Они зарабатывают на жизнь пешком», — сказал Натан Морхауз, биолог из Университета Цинциннати, изучающий зрение прыгающих пауков. «Они должны выслеживать и прыгать, чтобы поймать свою добычу… Чтобы сделать все это, им нужно действительно исключительное зрение. И их зрение, в зависимости от того, как вы его измеряете, является лучшим для всего, что настолько маленькое, как они сами».
Как выглядят пауки-прыгуны?
Этот паук-скакун, Saitis barbipes , демонстрирует красную повязку на голове и красную полосу на третьей паре ног. (Изображение предоставлено: Николас Реусенс/Getty Images)
(открывается в новой вкладке)
Пауки-прыгуны — очень разнообразная группа. Некоторые из них тусклые, в то время как другие демонстрируют ослепительное разнообразие цветов и узоров, от синего, красного и желтого брюшка паука-павлина ( Maratus volans ) до черно-белых полос паука-зебры ( Salticus Scenecus ).
). Saitis barbipes , европейский вид прыгающих пауков, имеет красную «повязку на голове» и полосы аналогичного оттенка на третьей паре ног. Багира Киплинги, , найденный в Центральной Америке, имеет блестящие изумрудно-зеленые полосы. У многих видов самцы красочные, а самки часто более тусклые.
У пауков-скакунов есть несколько общих черт. Обычно они маленькие, часто 0,5 дюйма (12,7 мм) или меньше в длину. Они часто нечеткие. И их можно отличить по отчетливому рисунку из четырех пар глаз, в котором большая средняя пара расположена близко друг к другу в передней части лица. Лицо достаточно плоское.
Насколько хорошо у прыгающего паука зрение?
Глаза прыгающего паука просто невероятные. Пауки, несмотря на их крошечный размер, лучше видят узоры, чем слонов , сказал Морхаус в интервью Live Science. Их пара центральных глаз, известных как главные глаза, почти как пара крошечных биноклей: у них есть большая внешняя линза, затем внутренняя линза меньшего размера, которая увеличивает изображение от внешней линзы и проецирует его на сетчатку.
Пауки также необычны тем, что у них есть мышц, прикрепленных непосредственно к их сетчатке. Это означает, что они могут перемещать сетчатку вверх и вниз, из стороны в сторону, фокусируясь на разных сегментах мира без намека на движение снаружи, сказал Морхауз, — удобная способность для охотника. Между тем, вторичные пары глаз пауков менее острые, но они обеспечивают важнейшее периферийное зрение, Live Science ранее сообщала о .
Большинство видов пауков-прыгунов могут видеть ультрафиолетовый свет и синий и зеленый цвета. Некоторые виды, тем не менее, разработали специальные приемы для расширения своего цветового зрения. По словам Морхауса, это, как правило, более яркие виды, такие как райские пауки-прыгуны (род Habbernatus ), которые часто окрашены в оттенки красного и оранжевого цветов. У некоторых видов случайная генетическая мутация привела к появлению дополнительной копии гена, который делает 9Белки 0005 , обеспечивающие сине-зеленое зрение.
Затем эта дополнительная копия приобрела мутации, способные обнаруживать красный и оранжевый цвета. По словам Морхауса, подобные мутации позволили приматам развить цветовое зрение.
Прыжевая таксономия паука
Королевство: Animalia
Subkingdom: Bilateria
Infrakingdom: Protostomia
Superphylum: Ecdysozoa
Phylum: Arhrophoda
Orphylum: chelicerata
.0002 У других пауков-скакунов нарушено цветовое зрение благодаря развитию пигментов, расположенных перед их рецепторами синего/зеленого цвета. Эти пигменты пропускают только красные длины волн света. Хотя рецепторы не очень чувствительны к этим длинам волн света, они все равно реагируют на раздражитель, сигнализируя пауку, что присутствует красный или оранжевый цвет. Птицы и рептилии часто используют эту стратегию для расширения своего цветового зрения.
Пауки-прыгуны также могут видеть глубину «совершенно необычным» способом, сказал Морхауз. Согласно исследованию 2012 года, пауки используют так называемую «глубину через расфокусировку изображения».
Вот как это работает: Сетчатка пауков-прыгунов имеет четыре слоя фоторецепторов. Поскольку разные цвета света имеют разную длину волны, каждый слой улавливает разные цвета света в точном фокусе. В сетчатке паука-прыгуна два нижних слоя заполнены рецепторами зеленого цвета. Но зеленый свет, попадающий в один из этих слоев в фокусе, будет казаться немного размытым на другом слое, и наоборот. Исследование 2012 года показало, что пауки используют эту разницу в фокусе для определения глубины.
Этот паук-скакун, называемый Bagheera kiplingi , имеет изумрудно-зеленую полосу на теле. (Изображение предоставлено Shutterstock)
(открывается в новой вкладке)
Где водятся прыгающие пауки?
Пауки-прыгуны встречаются по всему миру, за исключением Антарктиды. Они живут в тропических лесах, лесах умеренного пояса, лугах, кустарниках и даже пустынях, где вы можете найти краснобрюхую разновидность Phidippus californicus , свисающую с куста.
Они предпочитают наружную среду обитания, но если они оказываются в помещении, они часто устраивают лавку возле окна или двери, где больше шансов поймать добычу.0005 Национальная ассоциация по борьбе с вредителями (открывается в новой вкладке).
Действительно ли прыгающие пауки прыгают?
Пауки-прыгуны могут оправдать свое имя. Эти пауки не охотятся, заманивая добычу в паутину, а скорее выслеживают свою добычу, а затем прыгают. Согласно статье 2018 года в журнале Scientific Reports , несмотря на свой крошечный размер тела, пауки-прыгуны могут прыгать до 6,3 дюймов (160 мм). Пауки часто прядут немного шелка и устанавливают нитевидный «якорь» перед прыжком, который может помочь стабилизировать их полет и защитить их в случае неудачного приземления. Пауки-прыгуны чаще всего прыгают, чтобы поймать свою добычу, но иногда прыгают, спасаясь от опасности. Они также могут быть довольно умными: исследователи в исследовании 2018 года фактически дрессировали прыгающего паука (9).
0007 Phidippus regius ) прыгать с платформы на платформу. Они назвали паука Ким .
Чем питаются пауки-прыгуны?
Паук-прыгун поедает муху. (Изображение предоставлено Shutterstock)
(открывается в новой вкладке)
Пауки-прыгуны — хищники. Обычно они едят мелких насекомых и других пауков своего размера или меньше. Тем не менее, некоторые виды говорят о своем весе. Многие пауки-прыгуны ловят мух в качестве добычи, за что получили прозвище «летающие тигры».0005 по данным Университета Флориды . Согласно исследованию, опубликованному в 2017 году в Journal of Arachnology , королевский паук-скакун (тот же вид, что и Ким) поедает ящериц и лягушек, в два-три раза превышающих его вес.
Когда дело доходит до диеты, самым странным пауком-скакуном, вероятно, является Bagheera kiplingi . Этот центральноамериканский паук специализируется на поедании кончиков листьев кустов акации, что делает его редким примером паук, поедающий свои овощи .
Как размножаются пауки-прыгуны?
Пауки-павлины спариваются на травинке. (Изображение предоставлено: crbellette/Getty Images)
(открывается в новой вкладке)
Спаривание — серьезный бизнес для прыгающих пауков. У многих видов самцы сверкают своими яркими цветами и дрожат в замысловатых демонстрациях ухаживания. Паук-павлин, например, вскидывает свое красочное брюшко и выбрасывает в воздух пару ног, как танцор из музыкального видео9.0005 Живая наука сообщила . Исследования показывают, что пауки-самцы будут пробовать эти показы на любой самке паука-прыгуна , с которой они столкнутся, независимо от вида; кажется, это способ максимизировать шансы на спаривание с подходящей самкой, сохраняя при этом некоторую дистанцию, чтобы не быть съеденным голодной самкой не того вида. Дисплей — это не только внешний вид. Исследования 2005 года показали, что у некоторых видов прыгающих пауков вибрации от танцев самцов также имеют решающее значение для поддержания интереса самок.
Самцы барабанят по земле, трутся частями тела друг о друга и вибрируют всем своим существом, чтобы «петь» потенциальным партнерам, говорит Дамиан Элиас, изучающий брачное поведение и общение прыгающих пауков в Калифорнийском университете в Беркли.
«Я сравниваю это с оркестром одного человека», — сказал Элиас Live Science.
Элиас и его коллеги пытаются понять, почему пауки-прыгуны «доводят все до 11» в брачной игре, сказал он. По его словам, одной из причин может быть великолепное зрение пауков, редко встречающееся в мире паукообразных. Во-вторых, пауки-прыгуны гораздо более активны, чем многие виды пауков, которые болтаются в паутине и наблюдают за окружающим миром.
«Они встречают гораздо больше мест обитания, чем обычные пауки», — сказал Элиас. «Вероятно, это причина, по которой им пришлось развивать такое разнообразие вещей».
Когда самка проявляет интерес, паук-самец использует специальные придатки, называемые педипальпами, для переноса пакета спермы и паутины в специальный карман, называемый эпигинумом у самки.
Самки откладывают кладки из более чем 100 яиц, которые они защищают коконом из паутины и охраняют до вылупления, согласно BugGuide , сайту Университета штата Айова. Некоторые виды спариваются несколько раз, при этом самка выбирает, какую сперму использовать для оплодотворения яйцеклетки после сбора нескольких вариантов. Другие спариваются только один раз.
Ядовиты ли пауки-прыгуны? Они кусаются?
У пауков-скакунов есть яд, который они используют, чтобы усмирить своих насекомых и пауков. Однако они очень редко кусают людей и делают это только в том случае, если их ранят или раздавят, согласно Калифорнийскому университету, Ирвин . Укусы обычно не вызывают никаких симптомов или могут вызывать временный рубец, напоминающий комариный укус.
Дополнительные ресурсы
- Узнайте, что случилось бы с прыгающим пауком на Международной космической станции в этой детской книге Паук-скакун, который научился охотиться в космосе (открывается в новой вкладке)» (Mims House, 2016). открывается в новой вкладке)» (Princeton University Press, 2020).
- Преподаватель науки о пауках Себастьян Эчеверри из Музея естественной истории Карнеги рассказывает о сверхспособностях прыгающих пауков в этом 11-минутном видео (открывается в новой вкладке).
открывается в новой вкладке)» (Princeton University Press, 2020).Первоначально опубликовано на Live Science .
Стефани Паппас — автор статей для журнала Live Science, освещающего самые разные темы — от геонаук до археологии, человеческого мозга и поведения. Ранее она была старшим автором журнала Live Science, но теперь работает внештатным сотрудником в Денвере, штат Колорадо, и регулярно публикует статьи в журналах Scientific American и The Monitor, ежемесячном журнале Американской психологической ассоциации. Стефани получила степень бакалавра психологии в Университете Южной Каролины и диплом о высшем образовании в области научной коммуникации в Калифорнийском университете в Санта-Круз.
пауков-скакунов: факты о самых милых паукообразных на планете
Маленькая кукла или паук, у которого много мыслей? Названный Hyllus giganteus, этот красавчик является самым крупным пауком-скакуном, достигающим в длину почти 2,5 сантиметра.
(Изображение предоставлено Shutterstock)
Вы когда-нибудь видели маленького пушистого паучка, бегущего по полу? Есть большая вероятность, что вы видели прыгающего паука.
Пауки-прыгуны — крупнейшее семейство пауков, в котором наука идентифицировала более 6380 видов.0005 World Spider Catalog (открывается в новой вкладке). Научное название семейства прыгающих пауков — Salticidae. Неудивительно, что с таким количеством видов пауки-прыгуны сильно различаются по внешнему виду, среде обитания и предпочтительной добыче. Самый крупный, Hyllus giganteus, , может иметь длину 0,98 дюйма (2,5 сантиметра), в то время как более мелкие виды, такие как красочный Habronattus pyrrithrix, , имеют длину от 0,19 до 0,3 дюйма (от 5 до 8 миллиметров).
Но что общего у пауков-скакунов, так это их впечатляющее зрение. У этих паукообразных всегда есть четыре пары глаз, в том числе большая основная пара, обращенная вперед, из-за чего пауки выглядят довольно кукольными и милыми.
Эти большие глаза выделяют прыгающих пауков среди пауки .
«Они зарабатывают на жизнь пешком», — сказал Натан Морхауз, биолог из Университета Цинциннати, изучающий зрение прыгающих пауков. «Они должны выслеживать и прыгать, чтобы поймать свою добычу… Чтобы сделать все это, им нужно действительно исключительное зрение. И их зрение, в зависимости от того, как вы его измеряете, является лучшим для всего, что настолько маленькое, как они сами».
Как выглядят пауки-прыгуны?
Этот паук-скакун, Saitis barbipes , демонстрирует красную повязку на голове и красную полосу на третьей паре ног. (Изображение предоставлено: Николас Реусенс/Getty Images)
(открывается в новой вкладке)
Пауки-прыгуны — очень разнообразная группа. Некоторые из них тусклые, в то время как другие демонстрируют ослепительное разнообразие цветов и узоров, от синего, красного и желтого брюшка паука-павлина ( Maratus volans ) до черно-белых полос паука-зебры ( Salticus Scenecus ).
). Saitis barbipes , европейский вид прыгающих пауков, имеет красную «повязку на голове» и полосы аналогичного оттенка на третьей паре ног. Багира Киплинги, , найденный в Центральной Америке, имеет блестящие изумрудно-зеленые полосы. У многих видов самцы красочные, а самки часто более тусклые.
У пауков-скакунов есть несколько общих черт. Обычно они маленькие, часто 0,5 дюйма (12,7 мм) или меньше в длину. Они часто нечеткие. И их можно отличить по отчетливому рисунку из четырех пар глаз, в котором большая средняя пара расположена близко друг к другу в передней части лица. Лицо достаточно плоское.
Насколько хорошо у прыгающего паука зрение?
Глаза прыгающего паука просто невероятные. Пауки, несмотря на их крошечный размер, лучше видят узоры, чем слонов , сказал Морхаус в интервью Live Science. Их пара центральных глаз, известных как главные глаза, почти как пара крошечных биноклей: у них есть большая внешняя линза, затем внутренняя линза меньшего размера, которая увеличивает изображение от внешней линзы и проецирует его на сетчатку.
Пауки также необычны тем, что у них есть мышц, прикрепленных непосредственно к их сетчатке. Это означает, что они могут перемещать сетчатку вверх и вниз, из стороны в сторону, фокусируясь на разных сегментах мира без намека на движение снаружи, сказал Морхауз, — удобная способность для охотника. Между тем, вторичные пары глаз пауков менее острые, но они обеспечивают важнейшее периферийное зрение, Live Science ранее сообщала о .
Большинство видов пауков-прыгунов могут видеть ультрафиолетовый свет и синий и зеленый цвета. Некоторые виды, тем не менее, разработали специальные приемы для расширения своего цветового зрения. По словам Морхауса, это, как правило, более яркие виды, такие как райские пауки-прыгуны (род Habbernatus ), которые часто окрашены в оттенки красного и оранжевого цветов. У некоторых видов случайная генетическая мутация привела к появлению дополнительной копии гена, который делает 9Белки 0005 , обеспечивающие сине-зеленое зрение.
Затем эта дополнительная копия приобрела мутации, способные обнаруживать красный и оранжевый цвета. По словам Морхауса, подобные мутации позволили приматам развить цветовое зрение.
Прыжевая таксономия паука
Королевство: Animalia
Subkingdom: Bilateria
Infrakingdom: Protostomia
Superphylum: Ecdysozoa
Phylum: Arhrophoda
Orphylum: chelicerata
.0002 У других пауков-скакунов нарушено цветовое зрение благодаря развитию пигментов, расположенных перед их рецепторами синего/зеленого цвета. Эти пигменты пропускают только красные длины волн света. Хотя рецепторы не очень чувствительны к этим длинам волн света, они все равно реагируют на раздражитель, сигнализируя пауку, что присутствует красный или оранжевый цвет. Птицы и рептилии часто используют эту стратегию для расширения своего цветового зрения.
Пауки-прыгуны также могут видеть глубину «совершенно необычным» способом, сказал Морхауз. Согласно исследованию 2012 года, пауки используют так называемую «глубину через расфокусировку изображения».
Вот как это работает: Сетчатка пауков-прыгунов имеет четыре слоя фоторецепторов. Поскольку разные цвета света имеют разную длину волны, каждый слой улавливает разные цвета света в точном фокусе. В сетчатке паука-прыгуна два нижних слоя заполнены рецепторами зеленого цвета. Но зеленый свет, попадающий в один из этих слоев в фокусе, будет казаться немного размытым на другом слое, и наоборот. Исследование 2012 года показало, что пауки используют эту разницу в фокусе для определения глубины.
Этот паук-скакун, называемый Bagheera kiplingi , имеет изумрудно-зеленую полосу на теле. (Изображение предоставлено Shutterstock)
(открывается в новой вкладке)
Где водятся прыгающие пауки?
Пауки-прыгуны встречаются по всему миру, за исключением Антарктиды. Они живут в тропических лесах, лесах умеренного пояса, лугах, кустарниках и даже пустынях, где вы можете найти краснобрюхую разновидность Phidippus californicus , свисающую с куста.
Они предпочитают наружную среду обитания, но если они оказываются в помещении, они часто устраивают лавку возле окна или двери, где больше шансов поймать добычу.0005 Национальная ассоциация по борьбе с вредителями (открывается в новой вкладке).
Действительно ли прыгающие пауки прыгают?
Пауки-прыгуны могут оправдать свое имя. Эти пауки не охотятся, заманивая добычу в паутину, а скорее выслеживают свою добычу, а затем прыгают. Согласно статье 2018 года в журнале Scientific Reports , несмотря на свой крошечный размер тела, пауки-прыгуны могут прыгать до 6,3 дюймов (160 мм). Пауки часто прядут немного шелка и устанавливают нитевидный «якорь» перед прыжком, который может помочь стабилизировать их полет и защитить их в случае неудачного приземления. Пауки-прыгуны чаще всего прыгают, чтобы поймать свою добычу, но иногда прыгают, спасаясь от опасности. Они также могут быть довольно умными: исследователи в исследовании 2018 года фактически дрессировали прыгающего паука (9).
0007 Phidippus regius ) прыгать с платформы на платформу. Они назвали паука Ким .
Чем питаются пауки-прыгуны?
Паук-прыгун поедает муху. (Изображение предоставлено Shutterstock)
(открывается в новой вкладке)
Пауки-прыгуны — хищники. Обычно они едят мелких насекомых и других пауков своего размера или меньше. Тем не менее, некоторые виды говорят о своем весе. Многие пауки-прыгуны ловят мух в качестве добычи, за что получили прозвище «летающие тигры».0005 по данным Университета Флориды . Согласно исследованию, опубликованному в 2017 году в Journal of Arachnology , королевский паук-скакун (тот же вид, что и Ким) поедает ящериц и лягушек, в два-три раза превышающих его вес.
Когда дело доходит до диеты, самым странным пауком-скакуном, вероятно, является Bagheera kiplingi . Этот центральноамериканский паук специализируется на поедании кончиков листьев кустов акации, что делает его редким примером паук, поедающий свои овощи .
Как размножаются пауки-прыгуны?
Пауки-павлины спариваются на травинке. (Изображение предоставлено: crbellette/Getty Images)
(открывается в новой вкладке)
Спаривание — серьезный бизнес для прыгающих пауков. У многих видов самцы сверкают своими яркими цветами и дрожат в замысловатых демонстрациях ухаживания. Паук-павлин, например, вскидывает свое красочное брюшко и выбрасывает в воздух пару ног, как танцор из музыкального видео9.0005 Живая наука сообщила . Исследования показывают, что пауки-самцы будут пробовать эти показы на любой самке паука-прыгуна , с которой они столкнутся, независимо от вида; кажется, это способ максимизировать шансы на спаривание с подходящей самкой, сохраняя при этом некоторую дистанцию, чтобы не быть съеденным голодной самкой не того вида. Дисплей — это не только внешний вид. Исследования 2005 года показали, что у некоторых видов прыгающих пауков вибрации от танцев самцов также имеют решающее значение для поддержания интереса самок.
Самцы барабанят по земле, трутся частями тела друг о друга и вибрируют всем своим существом, чтобы «петь» потенциальным партнерам, говорит Дамиан Элиас, изучающий брачное поведение и общение прыгающих пауков в Калифорнийском университете в Беркли.
«Я сравниваю это с оркестром одного человека», — сказал Элиас Live Science.
Элиас и его коллеги пытаются понять, почему пауки-прыгуны «доводят все до 11» в брачной игре, сказал он. По его словам, одной из причин может быть великолепное зрение пауков, редко встречающееся в мире паукообразных. Во-вторых, пауки-прыгуны гораздо более активны, чем многие виды пауков, которые болтаются в паутине и наблюдают за окружающим миром.
«Они встречают гораздо больше мест обитания, чем обычные пауки», — сказал Элиас. «Вероятно, это причина, по которой им пришлось развивать такое разнообразие вещей».
Когда самка проявляет интерес, паук-самец использует специальные придатки, называемые педипальпами, для переноса пакета спермы и паутины в специальный карман, называемый эпигинумом у самки.
Самки откладывают кладки из более чем 100 яиц, которые они защищают коконом из паутины и охраняют до вылупления, согласно BugGuide , сайту Университета штата Айова. Некоторые виды спариваются несколько раз, при этом самка выбирает, какую сперму использовать для оплодотворения яйцеклетки после сбора нескольких вариантов. Другие спариваются только один раз.
Ядовиты ли пауки-прыгуны? Они кусаются?
У пауков-скакунов есть яд, который они используют, чтобы усмирить своих насекомых и пауков. Однако они очень редко кусают людей и делают это только в том случае, если их ранят или раздавят, согласно Калифорнийскому университету, Ирвин . Укусы обычно не вызывают никаких симптомов или могут вызывать временный рубец, напоминающий комариный укус.
Дополнительные ресурсы
- Узнайте, что случилось бы с прыгающим пауком на Международной космической станции в этой детской книге Паук-скакун, который научился охотиться в космосе (открывается в новой вкладке)» (Mims House, 2016).
