Содержание

Люди и пауки-скакунчики видят мир почти одинаково — Наука

У большинства пауков восемь глаз, расположенных парами в два ряда. Основная пара, называемая также медиальной передней парой, отличается по строению от остальных, побочных глаз: у «главных» глаз нет зеркальца (внутренней отражающей свет оболочки), зато есть особые двигающие сетчатку мускульные пучки. Побочные глаза, напротив, снабжены зеркальцем и всегда лишены мышц.

Пауки не отличаются хорошим зрением: большинство ведет ночной образ жизни, и их глаза приспособлены для видения в темноте. Тенетные пауки (те, кто плетет паутину) реагируют лишь на движение крупных объектов, пауки-бокоходы способны заметить бабочку с расстояния всего около 20 сантиметров, а муху — и вовсе только с трех сантиметров. Некоторые пауки могут зафиксировать наличие какого-либо объекта с достаточно большого расстояния, однако не могут определить его форму.

Самым лучшим зрением среди пауков обладают представители семейства Salticidae (пауки-скакунчики), ведущие дневной образ жизни. Хорошее зрение необходимо им для эффективной охоты: они ловят свою добычу, прыгая на достаточно большие расстояния. Группа американских исследователей под руководством Дэниэла Цурека из Питтсбургского университета выяснила, что пауки-скакунчики не только очень хорошо видят, но еще и воспринимают окружающий мир в цвете. Статья, в которой биологи подробно описали свои исследования, была опубликована в журнале Current Biology.

Изучение строения зрительных органов пауков из рода Habronattus, к которому относятся скакунчики, показало, что в сетчатке основной пары их глаз есть три вида светочувствительных клеток, которые воспринимают красный, синий и зеленый участки спектра. Это значит, что пауки обладают цветным зрением, однако не говорит о полной идентичности их зрения с человеческим: из-за достаточно ограниченного поля обзора основной пары глаз пауки вынуждены как бы «сканировать» окружающее их пространство отдельными участками, чтобы составить полную цветную картину.

«Чувствует ли паук, что я на него смотрю?» — Яндекс.Кью

Как ни странно, но маленькие глазки пауков устроены примерно также как наши глаза. Есть сетчатка, есть хрусталик. 

!http://cuar.in.ua/cuar/Medicine/Surviving/Pictures/Spider_clip_image012.jpg

Но видят пауки на очень небольшом расстоянии — от 3 до 20 сантиметров. Поэтому следить за нашим взглядом они не могут.

Подробнее:

Зрение пауков несовершенно, особенно у тенетных форм. Лучше видят бродячие пауки, особенно активные днем. Глаз обычно четыре пары. Передние медиальные глаза, называемые главными, темные; остальные, побочные глаза, обычно блестящие благодаря отражающей свет внутренней оболочке (зеркальцу). Размеры и взаимное положение глаз различны в разных систематических группах пауков. Чаще они образуют два поперечных ряда, но бывают расположены и иначе. Иногда отдельные пары глаз увеличены, например четыре передних глаза у пауков скакунов, медиальные задние глаза у Dinops (сем. Dinopidae). В ряде случаев число глаз сокращается до шести, четырех или двух. Среди пещерных пауков есть слепые. Глаза тенетных пауков расположены так, что охватывают большое поле зрения, но различают они в основном силу и направление света, улавливая движение крупных объектов. Многие сидящие на тенетах пауки замечают приближающегося человека и падают на паутинной нити. При резком изменении привычного освещения окружающих предметов норковые пауки теряют ориентировку и не могут сразу найти свое логово. Пауки-бокоходы (сем. Thomisidae), подстерегающие добычу на цветах, замечают бабочку-капустницу на расстоянии 20 см, а муху только на расстоянии 3 см. Бродячие ликозиды имеют обширное поле зрения и видят движущееся небольшое насекомое на расстоянии 20—30 см, но не различают его форму.

Своего рода исключение представляют небольшие пауки-скакуны (сем. Salticidae). Их длиннофокусные главные глаза дают на сетчатке крупное изображение при малом поле зрения (как в фотокамере с телеобъективом). В отличие от других глаз, зрительные элементы сетчатки здесь густо расположены, благодаря чему зрение предметное: на расстоянии 8 см паук видит муху в деталях. Малое поле зрения этих глаз компенсируется замечательной особенностью: они могут двигаться при помощи специальных мышц. Паук следит глазами за добычей — пример среди наземных членистоногих редкостный. Побочные глаза не различают форму предметов, но зато расположены так, что паук замечает всякое движение впереди, позади себя и над собой. Передние боковые глаза имеют общее бинокулярное поле зрения около 40°, благодаря чему паук воспринимает объемность предметов и расстояние до них. Глаза скакунов действуют как единый зрительный аппарат. Если муха приближается к пауку сзади, он замечает ее движение задними глазами на расстоянии 20—25 см и поворачивается к ней так, что она попадает в поле зрения передних глаз. Теперь она воспринимается отчетливее и в пространстве. Затем паук ловит ее главными глазами, воспринимает крупным планом и начинает следить за ней глазами. На расстоянии 8 см объект узнается как добыча, с 4 см паук начинает подкрадываться и с 1, 5 см молниеносно прыгает на муху с такой точностью, что редко промахивается. Хорошее зрение скакунов помогает им передвигаться в траве, ловко прыгая с листочка на листочек. С помощью глаз самец обнаруживает самку, а будучи ослеплен, не узнает ее и не производит своих характерных брачных танцев. Посаженный перед зеркалом, самец скакуна реагирует на свое изображение как на соперника, принимает позу угрозы или бросается на него.

Скакуны и некоторые другие пауки различают цвет предметов. Это установлено несколькими методами, в том числе выработкой условных рефлексов. Паукам предлагались мухи при красном и синем и при красном и зеленом освещении. Красное освещение сопровождалось раздражением электрическим током. После нескольких повторений опыта паук брал муху только при синем или зеленом свете.

cuar.in.ua

Отражающая свет внутренняя оболочка (зеркальце) — помогает видеть в сумерках, такая же есть, например, у кошек, из за чего у них в темноте на фотографиях ярко светятся глаза.

Взгляните на мир глазами паука или мыши: ученые продемонстрировали, каким наш мир видят животные | Наука

А ведь наш мир, к которому мы так привыкли, животные, грызуны и насекомые могут видеть совсем иначе. Мы, безусловно, еще со школьной скамьи владеем некоторыми знаниями, которые позволяют нам понимать то, как красная тряпка действует на быка, и что змеи могут видеть тепло. Но теперь ученые решили всем показать, как животные видят наш мир, и это оказалось очень интересно.

Мыши, змеи, жабы и улитки

Ученые доказали, что мыши видят мир лишь только на небольшом расстоянии от них. Лучше они различают те объекты, которые двигаются, а те, которые неподвижны, все-таки им лучше различать только, если они находятся очень близко. Если резко человек взмахнет рукой, то мыши могут этот взмах различить, даже находясь за пятнадцать метров от человека. Заметив такой взмах, мышь убежит. Если же человек будет сидеть неподвижно, то мышь его не заметит его до тех пор, пока не уткнется в него.

Змея прекрасно чувствует тепло и холод. Такое их качество позволяет им легко находить себе добычу в любое время суток. Считается, что у змей есть два вида зрения. Дневное реагирует на все движения, а вот ночное зрение ориентируется только лишь на тепло. Если же днем объект, который двигался и должен был стать пищей для змеи, замрет, то змея проползет мимо и это спасет жизнь кому-то.

Лягушки, как и змеи, видят лишь только те объекты, которые двигаются. Если движущийся объект будет большим, то она постарается от него просто убежать, а если маленький, то постарается его схватить. Находясь среди большого количества насекомых и червяков, которые не будут двигаться, лягушка, не замечая их, просто может умереть от голода.

Ученые до сих пор не могут хорошо изучить зрение улиток. Поэтому вопрос о том, видят ли они вообще, остается открытым. Некоторые предполагают, что улитки не видят вообще, другие же предполагают, что моллюски видят лишь только на близком расстояние, а вот на дальнем они могут различать тени и свет.

Насекомые

Муха относиться к тем насекомым, у которых острота зрения зависит от того, каково количество фасеток. Так у мухи примерно четыре тысячи фасеток в глазах, но видит она при этом намного хуже, чем человек. Для мухи мир состоит их мозаичных кусочков, а каждая фасетка позволяет увидеть лишь только какую-то часть изображения. Но вот только муха прекрасно воспринимает различные мерцания. И если предельная частота такого мерцания для глаза человека составляет 50 Гц, то у мухи эта частота равна 300 Гц.

Поэтому так и получается, что когда человек собирается ударить муху, например, газетой, то она успевает увидеть это быстрее действий человека и спокойно отлететь на безопасное расстояние.

Бабочки видят мир в целом и не очень хорошо, но зато они умеют воспринимать ультрафиолет, который для человека по–прежнему остается невидимым. Это относиться и к пчелам, которые благодаря такому свойству могут видеть те узоры на цветах, которые человек никак не может заметить.

Большинство пауков видит плохо, особенно теневые, которые немного различают тень и свет и всегда быстро реагируют на движение в паутине его жертв. Пауки –скакуны являются исключением из этого правила, так как они отлично видят, а также у них еще есть боковое глаза, которые помогают различать, что происходить сзади и сбоку.

Хамелеон и черепаха

Черепаха умеет различать цвета, но видит при этом очень плохо. Ее глаза очень чувствительны к красно-желтым цветовым оттенкам, а вот сине-фиолетовые цвета она совершенно не различает.

В мире самые странные глаза имеет хамелеон, так как он одновременно все видит впереди себя и сзади. Это происходит из-за того, что у него вращаются глаза, которые не зависят друг от друга.

Корова и конь

Наверное, многие удивятся тому, что коровы не различают зеленый цвет. Для них весь мир заключен либо в красный, либо в оранжевый цветовые оттенки. А вот для коров пастбище другого, не зеленого цвета.

Для лошади мир – это черно-белые цвета, но зато оттенков серого в зрении лошади намного больше, чем различает человек. Мир глаза лошади воспринимают, как две разные половинки, так как глаза на морде этого животного располагаются далеко друг от друга.

Птицы

Хищные птицы прославились своим острым зрением. И самым лучшим из них является орел, который видит на огромном расстоянии и воспринимает даже больше цветов, чем человек. По сравнению с восприятием мира человеком орел видит все вокруг более четко и ярко. И кроме всего прочего, его глаза могут останавливать свой взгляд не на одном предмете, как человек, а сразу на двух.

Глаза дрозда работают как бинокль из-за того, что у него в глазах два желтых пятна, которые позволяют им увеличивать зрение. Дрозд может смотреть на свой обед и наблюдать за хищником, который в ту же самую минуту к нему крадется. Поэтому кот, решивший охотиться на дрозда, обычно не имеет никаких шансов.

Но все это пока версии того, как некоторые насекомые, животные и птицы видят этот мир. Эту область еще предстоит ученым изучить более полно, и тогда, может быть, будут сделаны новые открытия.

Паучок, который может разглядеть Луну — The Batrachospermum Magazine

31 мая 2017 года на ноутбук Джейми Ломакс с потолка упал паук. Через два дня – опять. Утром 3 июня уже несколько пауков ползали по потолку ее кабинета в Вашингтонском университете и время от времени падали на клавиатуру. Ломакс – астроном, не арахнолог, и дождь из пауков порядком ее нервировал. «Я не боюсь пауков, но если кто-нибудь пожелает разобраться с пауком в комнате, я только за! – говорит она. – Не слишком-то хочется, чтобы они падали на голову». Пусть даже это милейшие пестрые скакунчики.

Самка пестрого скакунчика (Salticus scenicus), которого еще называют зебровым скакунчиком. Фото: Kaldari/Wikipedia.

Подробностями переживаемого опыта Ломакс делилась в «Твиттере». Сначала она подумывала уничтожить пауков напалмом. Потом вызвала дезинсектора. Тот никаких паучков не застал и предположил, что они вылупились где-то над потолочной плиткой и разбежались. Впрочем, пару часов спустя они вернулись, а кроме того, наведались еще и в кабинет Эмили Левек, располагающийся через две двери от Ломакс.

«А лазером не пробовали?! – поинтересовался астроном Алекс Паркер. – Если серьезно, некоторые скакунчики гоняются за огоньком от лазерной указки, прямо как кошки». В YouTube есть куча таких видео с паучками. У Левек лазерная указка оказалась в наличии. Она прибежала к Ломакс и сказала: «Ты должна это увидеть!»

Когда Левек направляла к одному из паучков красный луч, он им интересовался довольно вяло, но как только ему был предложен зеленый – он тут же принялся активно ловить огонек, словно котенок! Если рядом с ним светили красной и зеленой указкой одновременно, паучок явно предпочитал зеленый огонек.

.OK people we have footage. Zebra spider, office wall, green laser pointer (interest level: «OMG GIVE IT TO MEEEE») pic.twitter.com/EezkY0zRkr

— Emily Levesque (@emsque) June 5, 2017

«Интересно, все зебровые паучки лучше реагируют на зеленый лазер, чем на красный? – твитнула Левек. – Нам необходим некий «бэт-сигнал для научного Твиттера», чтобы выставлять его, когда разные научные области нуждаются в помощи друг друга!»

На этот раз никакого сигнала не понадобилось. Обсуждение случайно попалось на глаза арахнологу Кэтрин Скотт, которая тут же привлекла к нему Нейта Морхауса, специалиста по паучьему зрению из Университета Цинциннати.

«Я смотрел финал Кубка Стэнли, и моя команда проиграла, и это меня очень расстроило, и я такой: охохонюшки, проверю-ка я «Твиттер» перед сном, – рассказывает Морхаус. – И вижу, что у меня более сотни уведомлений, и не могу понять, что вообще происходит». А когда разгреб завал и понял, что астрономы интересуются зрением скакунчика, с удовольствием пустился в объяснения.

У пауков-скакунов чрезвычайно хорошее зрение, рассказал он. Они следят за добычей с помощью пары крупных глаз на передней стороне головогруди. Сетчатка этих глаз состоит из двух типов светочувствительных рецепторов: одни из них воспринимают ультрафиолет, другие – зеленый свет. «Зеленые» рецепторы могут воспринимать и остальные цвета, включая красный, только гораздо хуже зеленого. Скакунчик видит красный цвет, но для него он выглядит как тусклая и малозанятная разновидность зеленого. Конкретно зрение пестрого скакунчика никто не изучал, но, основываясь на том, что известно о других видах, он должен реагировать на лазерные указки именно так, как в гостях у астрономов, объяснил Морхаус.

Same spider, same wall, red laser pointer (interest level: «feh. I guess I’ll check this thing out.») pic.twitter.com/JWM8cxw2Jw

— Emily Levesque (@emsque) June 5, 2017

Еще одна причина, по которой астрономы просто обязаны полюбить пауков-скакунов: их глаза «построены, как… подожди-подожди… телескопы Галилея»! Галилей стал использовать такие телескопы в 1609 году, они представляют собой трубки с линзами на обоих концах – собирающей и рассеивающей. Только у трех групп животных есть подобные глаза: у соколов, хамелеонов и пауков-скакунов.

В случае паучка снаружи глаза расположена большая линза, прикрепленная к телу, от нее вглубь идет длинная трубочка с прозрачным гелем, и на дальнем ее конце гель меняет свои свойства не совсем понятным образом, что, однако, приводит к изгибанию света – по сути, этот участок служит второй линзой, хотя никакой четкой физической структуры там нет. Первая линза собирает и фокусирует свет, вторая – рассеивает его. В результате изображение увеличивается до попадания на сетчатку, что позволяет видеть его очень детально. Острота зрения скакунчика сравнима с голубиной, собачьей или кошачьей (до человечьей, правда, не дотягивает), притом что глазная трубочка в длину не достигает и миллиметра, а размер самого паука не больше 5 мм. Мышцы сетчатки могут поворачивать ее, так что паук меняет направление взгляда, не разворачиваясь при этом всем телом.

Если скакунчик направит глаза к небу, то, будучи в состоянии различить точки на расстоянии 0,07 углового градуса друг от друга, он, несомненно, сможет увидеть луну, чей диск занимает 0,5 углового градуса. Лунный свет попадет на пять-шесть фоторецепторов сетчатки – этого вполне достаточно даже для того, чтобы рассмотреть лунные моря и кратеры! «Зависит от того, насколько чувствительны глаза к разнице в яркости у лунной поверхности, – говорит Морхаус. – Но в любом случае они определенно способны увидеть, что луна – круглая».

А вот Юпитер и Марс для зрения скакунов слишком малы, посчитали астрономы. Соседняя же с нами галактика Андромеда, занимающая на небе 3 угловых градуса, слишком тускла. Даже наши глаза недостаточно чувствительны, чтобы ее наблюдать во всей красе, невооруженным взглядом удается увидеть только ее ядро, и то лишь при определенных световых условиях. Впрочем, есть пауки, которым разглядеть Андромеду наверняка под силу, – это дейнопиды, обладатели лучшего ночного зрения среди пауков. Их глаза намного более чувствительны к свету, чем человеческие.

Глаза паука-скакуна в 20-кратном увеличении. Фото: Noah Fram-Schwartz.

Что касается пауков-скакунов, то вообще-то их сетчатка работает по максимуму только при хорошем освещении. Большинство из них активны в дневное время и на луну особо не засматриваются. По дневному зрению они неоспоримые чемпионы. Кроме того, у них еще и слух отличный. Прекрасно адаптированные к охоте создания!

«После всего того, что я узнала из «Твиттера» за эти дни, пауки стали для меня намного более интересными и менее страшными, чем раньше казались, – уверяет Джейми Ломакс. – Они могут увидеть Луну, прямо как я! Теперь, когда я знаю это, я не смогу их убивать».


Текст: Виктор Ковылин. По материалам: The Atlantic, National Geographic

Все права на данный текст принадлежат нашему журналу. Если вам понравилось его читать и вы хотите поделиться информацией с друзьями и подписчиками, можно использовать фрагмент и поставить активную ссылку на эту статью – мы будем рады. С уважением, Батрахоспермум.

Вас также могут заинтересовать статьи:
Ребятишки со взором дельфиньим
Паучихи прельщают прыгунчиков белоснежными носочками
Акикики, птичкин астероид

Пауки куда умнее, чем вы думаете

Среди пауков-скакунчиков самыми искусными охотниками считаются представители рода Portia. Известно, что такие пауки, как изображенный на фото Portia fimbriata, планируют нападения на других пауков, включая длинные обходные пути и сложные стратегии, разработанные с учетом вида жертвы / © LEE HUA MING/SHUTTERSTOCK

Научная журналистка Бетси Мейсон в своей статье для издания Knowable рассказывает об удивительных способностях, которые исследователи обнаружили у некоторых крошечных паукообразных.

Обычно люди связывают уровень интеллекта с размером мозга. Логично: больше клеток мозга — больше умственных способностей. Люди и многие другие животные, которых мы привыкли считать необычайно умными, такие как шимпанзе и дельфины, обладают большим объемом мозга. И долгое время считалось, что маленькие мозги просто не способны поддерживать сложные умственные процессы. Но так ли это на самом деле?

Подавляющее большинство видов живых существ Земли имеют довольно малые размеры, и лишь незначительную их часть вообще серьезно исследовали, уж тем более специалисты по когнитивистике. Однако изученность одной группы миниатюрных существ стремительно растет, поскольку ученые обнаружили у них удивительно сложные формы поведения.

«Есть такая общепринятая идея, что пауки слишком малы, чтобы у них развилось сложное поведение, так как для этого нужна определенная критическая масса мозговой ткани, — говорит арахнолог и биолог-эволюционист Димитар Димитров (Dimitar Dimitrov) из Университетского музея Бергена в Норвегии. — Но я думаю, что пауки — один из случаев, когда общепринятая идея оказалась довольно далеко от истины. Некоторые маленькие существа, на самом деле, способны делать очень сложные вещи».

Поведение, которое можно назвать «познавательным», в отличие от автоматических реакций, может быть довольно распространенным среди пауков, считает Димитров — соавтор исследования о разнообразии пауков, опубликованного в этом году в Annual Review of Entomology. От пауков-кругопрядов, меняющих вид строения паутины в зависимости от типа добычи, которую они планируют поймать, до пауков-анифенидов, способных научиться ассоциировать вознаграждение с запахом ванили — в мозгу этих животных происходит гораздо больше процессов познания, чем принято считать.

«Важен не столько размер мозга, сколько то, что существо способно делать с тем, что у него уже есть», — уточнила арахнолог Фиона Кросс (Fiona Cross) из Университета Кентербери в Крайстчерче, Новая Зеландия.

Кросс изучает поведение пауков-скакунчиков — бесспорных чемпионов по развитию когнитивных способностей в среде паукообразных. Хотя мозг этих крошечных арахнидов в буквальном смысле слова не больше булавочной головки, работа Кросс и других ученых показывает, что эти существа обладают способностями, которые мы без проблем назвали бы признаками интеллекта, если бы их демонстрировали животные с гораздо большим объемом мозгом, например собаки или наши дети.

«Пауки-скакунчики — удивительно умные создания, — утверждает эколог Натан Морхаус (Nathan Morehouse), изучающий пауков в Университете Цинциннати. — Я всегда восхищаюсь, когда существо вроде скромного паука-скакунчика рушит нашу уверенность в биологическом превосходстве».

Одна из возможных причин, почему пауки-скакунчики так поведенчески продвинуты, заключается в том, что они обладают самым острым зрением, известным для существ их размера — размеры этих пауков обычно от одного миллиметра до 2,3 сантиметра в длину. Они используют зрение, чтобы найти и не упускать из виду во время преследования и атаки добычу, тогда как остальные пауки обычно прибегают к другой стратегии — сплести паутину и ждать, пока туда попадет жертва.

«Зрение дало им значительные возможности, благодаря чему пауки могут исследовать окружающую среду», — рассказала исследователь поведения животных Ксимена Нельсон (Ximena Nelson), которая тоже изучает пауков-скакунчиков в лаборатории Университета Кентербери. На открытой местности им нужно издалека распознать добычу, хищников, друзей, прежде чем принять решение, стоит ли приближаться. «На мой взгляд, именно зрение развило их удивительную познающую способность».

 

 

 
Пауки способны выстраивать сложные стратегии

Пауки-скакунчики, обладающие самым острым зрением и самым впечатляющим умом, принадлежат к роду Portia, обитающему в Африке, Азии и Австралии. Они предпочитают охотиться на других пауков и разрабатывают стратегии для каждого вида жертв. Известный исследователь пауков-скакунчиков из Университета Кентербери Роберт Джексон (Robert Jackson) обнаружил, что многие из тактик Portia отличаются особым коварством.

По словам Джексона, во время охоты на другой род пауков-скакунчиков — Euryattus — Portia использует хитроумный трюк. Самки Euryattus строят гнезда внутри опавших свернутых листьев, которые подвешивают в воздухе на нити шелка, прикрепленной к камням или растительности. Ухаживающие самцы сползают по шелковым нитям, встают на вершину гнезда и определенным образом сотрясают гнездо. Этот сигнал выманивает из него самку. Portia, по-видимому, использует преимущества такой системы, подражая сигналу самца Euryattus и заманивая самку в засаду: она выходит, а там не к ней пришли, а за ней!

Для Portia поиск верной стратегии особенно важен во время охоты на пауков, которые сами не прочь закусить скакунчиками. К примеру, чтобы напасть на паука, который плетет паутину, Portia обманывает его, заставляя подойти ближе, дергая за несколько шелковых нитей паутины. Если паук-жертва относительно мал, Portia дергает паутину, имитируя вибрацию пойманного насекомого, побуждая паука броситься к добыче со всех ног — однако вместо этого он сам становится добычей. Но если паук крупнее и потенциально опаснее, Portia может создать легкое колыхание, похожее на то, как плодовая муха касается одной нити на краю паутины, к которой паук медленно подбирается, чтобы осмотреть добычу. Как только цель окажется достаточно близко, Portia набрасывается на жертву и наносит удар ядовитыми челюстями.

Если эти приемы не действуют на конкретного паука, Portia использует еще одну стратегию — встряхивает всю паутину, чтобы она двигалась так, словно нити колышет порыв ветра. Действие служит маскировкой для вибрации, которую создает Portia, когда заползает в паутину паука-жертвы. Во время лабораторных экспериментов Джексон обнаружил, что Portia пробует различные методы дерганья паутины, используя разные нити и скорость вибрации, пока не обнаружит правильную комбинацию, чтобы обмануть каждого отдельного паука, за которым охотится. По сути, она обучается во время охоты.

«Даже среди этой удивительно умной группы пауков-скакунчиков представители рода Portia выделяются необычной сообразительностью, — отметил Морхаус. — В конце концов, они охотятся на очень опасную добычу, поэтому осторожность и сообразительность — полезные инструменты».

Пауки строят планы

Один из самых интересных аспектов стратегии охоты Portia заключается в наблюдении за добычей с расстояния, а затем планировании сложного маршрута, чтобы до нее добраться. Джексон впервые наблюдал этот процесс в дикой природе, когда Portia столкнулась с разновидностью паука-кругопряда, который защищал свою паутину, яростно встряхивая нити и сбрасывая всех вторгавшихся пауков-скакунчиков. Вместо того чтобы лезть в паутину, Portia пошла окольным путем, пытаясь найти лучшую позицию для атаки. «В этом случае Portia отправилась в обход, обогнула ствол дерева, поднялась над пауком-кругопрядом, затем спустилась по шелковой нити, развернулась — и атаковала паука в его же паутине, даже не коснувшись нитей», — объяснила Кросс.

С целью понять, как эти маленькие паучки прокладывают столь сложные маршруты, Кросс и Джексон испытали умственные способности Portia в лаборатории. Они построили платформу, окруженную водой, со смотровой башенкой в центре, с которой паук может наблюдать две другие башенки, на вершинах которых стояли две коробки: одна содержала мертвых пауков, на которых Portia предпочитает охотиться, а другая — опавшие листья (точно не лакомство для Portia) . Единственный способ добраться до добычи, не намокнув (этого пауки-скакунчики не любят), — спуститься на платформу, затем выбрать правильную из двух дорожек, ведущую к нужной коробке.

Расположившись на вершине смотровой башенки, пауки внимательно осматривали местность, прежде чем спуститься с башни и подняться по одной из дорожек. Большинство испытуемых выбирали путь, ведущий к еде, даже если это означало отдалиться от добычи и пройти мимо неверной дорожки. Кросс и Джексон утверждают, что пауки планировали маршрут со смотровой башни, а потом следовали ему, возможно, формируя мысленное «представление» карты — впечатляющий когнитивный подвиг для мозга размером едва ли больше макового зернышка.

Пауки умеют удивляться

Для еще одной проверки идеи о том, что Portia использует мысленное изображение вещей, Кросс и Джексон позаимствовали классический психологический эксперимент, предназначенный для оценки познавательной способности младенцев. Поскольку маленькие дети, как и пауки, не могут сказать, что у них на уме, идея заключается в том, чтобы выяснить, способна ли удивить та вещь, за которой они наблюдают.

Например, младенец видит, как игрушечная пожарная машина заезжает за левую сторону барьера, а затем — как с правой стороны появляется либо пожарная машина, либо плюшевый кролик. Ребенок будет дольше смотреть на неожиданно появившегося кролика, чем на пожарную машину, появление которой и так ожидалось. Эксперимент говорит о том, что малыш сформировал мысленное представление о пожарной машине и был озадачен, так как кролик не соответствовал ему.

С целью проверить, реально ли удивить Portia, Кросс и Джексон соорудили для пауков витрину с добычей. Сначала они показывали Portia один вид добычи в течение 30 секунд. Потом закрывали заслонку на передней панели витрины и меняли добычу местами, а через 90 секунд снова открывали заслонку. Если бы Portia сначала увидела паука-росянку, а потом паука-кругопряда, как бы она себя повела?

Ученые обнаружили, что если после открытия заслонки Portia видела другую добычу, то вероятность нападения была гораздо ниже, чем когда добыча оставалась прежней. Исследователи утверждают: эксперимент свидетельствует о том, что паук сформировал мысленное представление о добыче в начале испытания, которое не совпадало с тем, что он увидел в конце.

«В эксперименте используются действительно креативные экспериментальные схемы, и он вдохновил нас на собственные исследования», — рассказала зоопсихолог Элизабет Якоб (Elizabeth Jakob), изучающая пауков-скакунчиков в Массачусетском университете Амхерста.


Пауки умеют считать

Используя модификацию теста на обходной путь, Кросс и Джексон изучили другие способы и удивились поведению пауков. «Это равносильно тому, чтобы покопаться в мозгу Portia и спросить: «Ну, на что ты обращаешь внимание, Portia? Что для тебя важно?» — говорит Кросс.

Исследователи выяснили, что Portia хорошо разбирается в счете. Используя кенийский вид Portia africana, Кросс и Джексон позволили Portia увидеть несколько объектов добычи со смотровой башенки, а затем поменяли их количество, пока паук находился в пути, а цель была вне поля его зрения. Как оказалось, если Portia видела с башни одного паука-жертву, а прибыв на место, обнаруживала двух, она была менее склонна к нападению.

То же самое справедливо в отношении одного против трех объектов добычи и двух против трех, а также когда паук встречал только один объект после того, как ему первоначально показывали два или более. При тестировании с большим количеством объектов пауки не делали различий между тремя и более, объединяя их все в категорию «много».

Хотя пауки не могут считать «раз, два, три», исследование показывает, что некоторые скакунчики обладают чувством числа, примерно равным человеческому.


Пауки оценивают риски

Быть крошечным пауком, разгуливающим в дикой природе, — дело рискованное. Хотя представители этого отряда известны своими охотничьими способностями, пауки-скакунчики окружены большими числом других талантливых хищников, включая других пауков, муравьев, птиц, ящериц, жаб и, что самое ужасное, грязевых ос (они могут парализовать скакунчика и отложить в его внутренностях яйца, из которых появятся личинки и заживо съедят паука).

Но эти умные маленькие пауки, как обнаружила Нельсон, умеют выходить из опасных ситуаций. В лаборатории Университета Кентербери разработали тест, чтобы проверить, насколько хорошо Portia может оценивать пути отступления. Хотя пауки умеют плавать, они ненавидят воду, поэтому для эксперимента животное сажали на платформу, окруженную поддоном, наполненным водой. У подопытного было четыре способа добраться по воде до края лотка: все они предполагали прыжки между островками, сделанными из деревянных штырей, торчащих из воды.

Portia выбирала самый безопасный маршрут, который покрывал кратчайшее расстояние до цели и требовал наименьшего количества прыжков чаще, чем можно было предположить. Но когда испытуемые не выбирали самый безопасный путь, они неожиданно предпочитали самый длинный маршрут с наибольшим количеством штырьков. Оказывается, Portia просто перехитрила тест: самый длинный путь был извилистым, и пауки часто срезали дорогу, пропуская штырьки. «По сути, они просто жульничали», — сказал Нельсон.

Единственная загвоздка была в том, что на выполнение подобных задач у Portia может уйти довольно много времени: иногда несколько часов, а порой намного больше, чем у других пауков-скакунчиков, которых тестировала Нельсон. Исследовательница выявила четкую взаимосвязь между временем, которое паук тратил на изучение маршрута, и вероятностью выбора безопасного пути. По моему мнению, «видеть — значит думать», — отметила ученый. — Portia тратит довольно много времени на изучение маршрута, прежде чем принимает решение».

Можно с уверенностью сказать: по мере того как ученые продолжают изучать познавательные способности пауков-скакунчиков, эти существа будут и дальше удивлять нас своими умственными задатками. И если бы другим семействам арахнидов уделяли столько же внимания, кто знает, что еще мы бы узнали и какие способности скрываются у существ с крошечными мозгами. Скакунчики — не самые большие пауки, но они, вероятно, способны выполнять наиболее сложные модели поведения среди пауков, считает Димитров. «Поэтому, я думаю, мы до сих пор не понимаем, где находится порог, за которым уже не может быть интеллекта, какой мозг для этого действительно не годится, потому что слишком мал», — подытожил исследователь.

(Источник: KnowableMagazine)

 

 

 

Сколько глаз у паука?

Признаюсь, я отношусь с брезгливостью и опаской к этим существам, а ведь они такие удивительные. Мне всегда было интересно, зачем им столько глаз, и, в конце концов, я решил в этом разобраться. Особенно поразил паук-скакун, о зрении которого я и расскажу.

Количество глаз у пауков

Количество органов зрения зависит от вида: может быть всего 2 глаза, а может — и все 12. Однако, большинству вполне достаточно и 8, которые располагаются рядами. Есть и такие, которым они вообще не нужны, например, пещерному пауку, ведь он обитает в кромешной тьме. А паук-скакун видит практически так же, как и человек, и при этом обладает возможностью различать цвета. У него 8 глаз: 4 в первом ряду, 2 — во втором, и еще 2 обеспечивают задний обзор.

Глаза паука-скакуна

Зрительный аппарат представителей этого вида является своего рода исключением из правил — у них развились длиннофокусные глаза. Это дает возможность при небольшом поле зрения рассмотреть объект в деталях на расстоянии до 15 см. При этом недостаток обзора компенсируется подвижностью глаз, которую обеспечивают специальные мышцы. Выходит, что паук наблюдает за жертвой глазами, что для членистоногих весьма редкое явление. Дополнительные глаза не обладают такой возможностью, более того, они практически не различают форму объекта, однако функция их важна — обнаружение любого движения сзади, сверху и спереди.

Глаза скакуна работают в тесном взаимодействии, как единый зрительный аппарат, например:

  • сзади приближается муха;
  • она попадает в поле зрения задних дополнительных глаз, и паук поворачивается;
  • теперь за ней следят передние дополнительные глаза, которые дают отчетливую пространственную картинку;
  • на ней фокусируется основная пара глаз, которые начинают за ней слежку;
  • на дистанции в 15 см объект определяется как «еда», и паук готовится к прыжку.

Как я упоминал, скакун видит в цвете, что выяснилось экспериментально. Ему давали муху при различном освещении. При красном свете его ударяли током, и уже спустя некоторое время паучок хватал муху только при синем или зеленом освещении.

как пауки дейнопиды слышат своими лапками / Хабр

Для человека не ново наделять животных, обитающих вокруг него, человеческими качествами либо сами качества отожествлять с животным. Хитрость — лиса, верность — собака, грациозность — лебедь и т.д. Не были обделены человеческим вниманием и насекомые, особенно пауки, которым достались далеко не самые положительные черты: жадность, коварство, жестокость и т.д. В культуре встречается масса примеров, где пауки либо люди, сравниваемые с оными, являются негативными или сомнительными персонажами: Шелоб («Властелин колец», Дж. Р. Р. Толкин), Варис («Песнь Льда и Огня», Джордж Р. Р. Мартин), Арагок («Гарри Поттер», Дж. К. Роулинг). И это лишь самые «медийные» персонажи. Конечно, есть множество упоминаний пауков, как чего-то положительного, однако негатива все же больше. Тем не менее пауки, какими бы устрашающими и странными они ни казались, обладают множеством удивительных способностей, позволяющих им выживать в суровых условиях дикой природы. Ученые из Корнеллского университета (США) решили изучить одно из самых необычных семейств пауков — дейнопид, представители которого охотятся с помощью сетей, набрасываемых на добычу. Но их уникальность на этом не заканчивается, ведь эти пауки способны «слышать» добычу или хищника с помощью специальных органов на своих лапках на расстоянии почти 2 метра. Какой механизм лежит в основе паучьего чутья дейнопид, насколько точна эта система, и как она работает? Об этом мы узнаем из доклада ученых. Поехали.

Основа исследования

Пауки это отряд членистоногих, который насчитывает порядка 42000 видов. Отличия между разными видами, как и у многих других организмов на Земле, обусловлены ареалом обитания, климатическими особенностями, гастрономическими предпочтениями, внутривидовыми социальными аспектами и т.д.

Главным героем рассматриваемого нами сегодня исследования являются пауки из семейства Deinopidae (дейнопиды). Первые упоминания о пауках этого семейства датируются 1850 годом, когда Карл Людвиг Кох подробно описал их в своих трудах.


Карл Людвиг Кох (1778-1857)

Внешне дейнопиды напоминают пауков после длительной диеты. Их тело достаточно крупное (1.5-2.5 см в длину), однако худое и вытянутое, как и конечности. Из-за столь необычного строения тела дейнопид иногда называют пауками-палочниками. Окрас не отличается яркостью, варьируясь от коричневых к серым оттенкам, что обусловлено поведением паука.

Помимо тонюсеньких лапок в глаза наблюдателя бросается еще одна отличительная черта дейнопид — глаза. Их восемь, что не очень то и удивительно для пауков, однако два глаза, расположенные спереди, особенно большие, точнее самые большие среди пауков. Их глаза оснащены фоточувствительными мембранами с микроворсинками, содержащими родопсин. За счет этого их зрение в 2000 раз более чувствительное к свету, чем у человека.

В дневное время дейнопиды отдыхают, располагаясь на коре деревьев, с которой они отлично сливаются за счет своего окраса. Но вот ночью происходит самое интересное — охота.


Изображение №1

Перед охотой дейнопид плетет сеть из паутины, но она не стационарная, как у других пауков, а переносная. Расположившись в удобном месте, дейнопид свисает вниз головой, держа четырьмя передним лапками готовую сеть. Когда под дейнопидом пробегает крайне неудачливая (и не очень внимательная) добыча, паук набрасывает свою сеть на нее и ужин готов. Удивительно и то, что пауки дейнопиды способны ловить даже пролетающих мимо насекомых.

Стоит отметить, что нити, из которых сделаны сети дейнопид, не липкие, как у других пауков, хотя это не спасает добычу от неминуемой гибели. На плюсне одной из лапок дейнопида расположен специальный гребень (фото выше), который позволяет создавать нити необычной формы (фото ниже).

Более широкие участки нити, соприкасаясь с добычей, создают электростатический эффект, а нановолокна нитей начинают менять свою структуру, буквально врастая в поверхность. Вырваться из такой ловушки практически невозможно.


Подготовка к охоте и ее исполнение.

Однако, чтобы охота считалось успешной, добычу нужно поймать, а для этого ее нужно учуять. И тут на помощь дейнопиду приходят не только визуальные сигналы, собираемые громадными глазами, но и звуковые волны.

Ранее уже высказывались предположения о важности акустики в охоте пауков дейнопид, но фактических доказательств теории не было. В рассматриваемом нами сегодня труде ученые все же смогли установить, дейнопиды способны улавливать звуковые волны от 60 дБ на расстоянии в 2 метра. Для пояснения принципа данной способности были проведены нейрофизиологические исследования как мозга паука, так и его конечностей.

Результаты исследования

В ходе опытов были использованы методики внеклеточной записи во время стимулирования подопытных пауков внешними звуковыми сигналами, передающимися по воздуху. Нейронные ответы на акустические сигналы регистрировались как в обрабатывающих информацию центрах головного мозга, так и в периферических нервах лапок паука.


Изображение №2

Чтобы исследовать частотную чувствительность акустического обнаружения D. spinosa, была проведена запись нейронной активности пауков или отделенных передних конечностей при стимуляции чистыми тонами той же интенсивности (80 дБ) в широком диапазоне частот.

Каждый звуковой сигнал в 500 мс исходил из динамика, расположенного на расстоянии 2 метра от подопытного, и повторялся 16 раз со случайной периодичностью.

Звуковые сигналы отличались размером шага тестируемого частотного интервала и частотных диапазонов (n — число опытных наблюдений):

  • Головной мозг: n = 4, 100–1000 Гц с шагом 100 Гц; n = 5, 100–2 500 Гц с шагом 100 Гц; n = 3, 2000–13000 Гц с шагом 500 Гц; n = 1, 100–800 Гц с шагом 20 Гц;
  • Отделенные конечности: n = 2, 100–2 500 Гц с шагом 100 Гц; n = 1; 2 000–10 000 Гц с шагом 500 Гц.

Анализ нейронных ответов в обоих случаях показал акустическую чувствительность в широком диапазоне частот (

2A

и

2B

).

Далее ученые решили выяснить, какие частоты вызывают самые активные нейронные ответы. Для этого на базе вышеописанных методик стимуляции и нейрофизиологического анализа были созданы кривые нейронного ответа, позволяющие проанализировать нейронную активность в диапазоне определенных пар частоты и амплитуды, а также определить порог нейронного ответа. Данные кривые были созданы отдельно для записей мозга (n = 4) и записей отделенных лапок (n = 3). Порог первичной нейронной реакции варьировались от 55 до 90 дБ в обоих типах записи. Как и в предыдущем анализе, в данном случае также была выявлена чувствительность к невероятно широкому спектру тональных частот от 100 до 5000 Гц (2C2J).


Изображение №3

Методика внеклеточного анализа показала, что слуховые датчики расположены на лапках D. spinosa. Этот вывод основан на том факте, что присутствовали нейронные ответы на акустические стимулы даже в отделенных лапках.

В ранее проведенных исследования высказывалось предположение, что важную роль в акустическом восприятии D. spinosa играют особые органы чувств, сенсиллы*, расположенные на плюсневой части лапок.

Сенсиллы* — простейшие кожные органы чувств у беспозвоночных, выполняющие функцию органов осязания, вкуса, обоняния.

Для этого была выполнена акустическая стимуляция отделенных лапок посредством генерируемых синусоидальных волн в диапазоне от 1000 до 3000 Гц. В это время параллельно проводилась регистрация нейронной активности до, во время и после демпфирующих движений вокруг сустава, что использовалось для уменьшения вибрационной чувствительности, обнаруживаемой плюсневой сенсиллой.


Изображение №4

Механические нагрузки, оказываемые на лапки и предотвращающие их движение, приводили к разным уровням акустической чувствительности. Демпфированные лапки демонстрировали снижение общего значения нейронных ответов, что выражалось в потере значимых ответов между 1000 и 1400 Гц (4E). Кроме того, порог реакции на стимул у демпфированных лапок (4E) был значительно выше, чем до (4A) и после демпфирования (4I). Анализ нейронных ответов на комбинации амплитуда+частота в случае демпфирования (4F4H) показал снижение пиковых значений нейронных ответов по сравнению с недемпфированными лапками (4B4D и 4J4L).

Из этих данных следует, что снижение подвижности лапки и, следовательно, эффективности работы плюсневой сенсиллы приводит к снижению акустической чувствительности. Этот факт подтверждает теорию о том, что именно органы чувств, расположенные на плюсне, играют важную роль в сборе и обработке акустической информации.

На следующем этапе исследования было необходимо проанализировать связь между акустической чувствительностью и поведенческими изменениями. Для этого было выбрано 25 особей пауков D. spinosa, а наблюдения проводились в естественной среде обитания (Гейнсвилл, Флорида).

Каждому пауку были представлены чистые тоны длительностью 500 мс следующих частот: 150, 400, 750, 2300 и 4400 Гц, а также сигналы белого шума. Порядок стимулов был случайным, а сами сигналы исходили из Bluetooth динамиков при уровне звукового давления 70–80 дБ и на расстоянии 1 м от паука.

Из 25 протестированных пауков 13 особей ответили по крайней мере на один акустический стимул. При этом все ответы были в виде обратного выпада (1D), как если бы насекомое пролетело мимо них (3A и 3C).

Более того, пауки реагировали исключительно на более низкие частоты (150, 400 и 750 Гц), в то время как никаких обратных выпадов или какой-либо другой реакции не наблюдалось в ответ на более высокие частоты (2300 и 4400 Гц) или на белый шум. Любопытно и то, что на акустические стимулы пауки никогда не отвечали прямыми выпадами (как если бы добыча пробегала под ними).

После наблюдений в естественной среде аналогичные опыты были проведены в контролируемых условиях лаборатории. В данном опыте участвовали пауки того же вида (Deinopis spinosa, 51 особь), размещенные в индивидуальные контейнеры с циклом дня/ночи 12:12 часов. Во время ночной фазы наблюдение проводилось исключительно над пауками, которые плели сети. Для генерации акустических сигналов использовались такие же инструменты и параметры, что и в условиях естественной среды.

Из 51 паука 32 особи отреагировали как минимум на один акустический стимул (). Как и в случае с полевыми испытаниями, пауки совершали обратные выпады только в ответ на тоны с более низкой частотой (150, 400 и 750 Гц), в то время как тоны с более высокой частотой (2300 и 4400 Гц) или белый шум не вызывали никакой реакции. Как и в полевых испытаниях, акустические стимулы не вызвали у пауков желания нанести прямой выпад.

Для более детального ознакомления с нюансами исследования рекомендую заглянуть в доклад ученых и дополнительные материалы к нему.

Эпилог

В данном труде ученым удалось установить, что пауки дейнопиды во время охоты используют не только свое выдающееся зрение, но и нестандартный механизм сбора акустических сигналов. Основой данного механизма являются крайне чувствительные органы, расположенные на лапках паука. Паук буквально ощущает звук своими конечностями, за счет чего может охотиться не только на добычу, пробегающую под ним (за счет зрения), но и на пролетающих мимо него насекомых.

Зрение у дейнопид, как мы уже знаем, очень хорошее, но то же самое можно сказать и про их нестандартный слух. Анализ нейрофизиологических записей головного мозга и лапок пауков показал, что они способны воспринимать частоты в диапазоне от 100 до 10000 Гц. Тем не менее реакция обратного выпада наблюдалась исключительно при воздействии низкочастотных акустических сигналов (до 750 Гц). Вполне вероятно, что реакция нападения на низкие частоты обусловлена самим фактом охоты, ибо такие частоты присущи мелким летающим насекомым (комарам, мотылькам и т.д.), которые также являются частью диеты дейнопид.

Возникает вопрос — почему пауки способны воспринимать частоты до 10000 Гц, но реагируют только на низкочастотные сигналы? Ученые предполагают, что высокочастотная чувствительность связана не с добычей пищи, а с реакцией на хищников. Большинство естественных врагов пауков дейнопид являются дневными хищниками. Сами же пауки днем прячутся в коре деревьев, используя свой камуфляжный окрас. Вероятно, способность воспринимать высокие частоты, позволяет им засекать приближение вероятного хищника и избегать гибели. К слову, воробьиные, обитающие в том же регионе, что и дейнопиды, охотятся днем и издают звуки в кГц диапазоне. В будущем ученые намерены провести дополнительные тесты для подтверждения этих догадок.

С точки зрения эволюции, подобные умения являются вполне логичным следствием адаптации к среде обитания и возможным опасностям, которые в ней встречаются. Тем не менее сложно отрицать, что мы живем в удивительном мире, когда и без того невероятные по своим навыкам, строению или поведению создания способны удивлять нас вновь и вновь.

Пятничный офф-топ:
Среди пауков много уникальных и необычных видов. К таким относится и пауки Болас, использующие во время охоты нестандартные методы.

Благодарю за внимание, оставайтесь любопытствующими и отличных всем выходных, ребята! 🙂

Немного рекламы

Спасибо, что остаётесь с нами. Вам нравятся наши статьи? Хотите видеть больше интересных материалов? Поддержите нас, оформив заказ или порекомендовав знакомым,

облачные VPS для разработчиков от $4.99

,

уникальный аналог entry-level серверов, который был придуман нами для Вас:Вся правда о VPS (KVM) E5-2697 v3 (6 Cores) 10GB DDR4 480GB SSD 1Gbps от $19 или как правильно делить сервер?

(доступны варианты с RAID1 и RAID10, до 24 ядер и до 40GB DDR4).

Dell R730xd в 2 раза дешевле в дата-центре Equinix Tier IV в Амстердаме? Только у нас 2 х Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 ТВ от $199 в Нидерландах! Dell R420 — 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB — от $99! Читайте о том Как построить инфраструктуру корп. класса c применением серверов Dell R730xd Е5-2650 v4 стоимостью 9000 евро за копейки?

Как паук-прыгун видит свою добычу

Если вы любите пауков, вы действительно полюбите пауков-скакунов. (Если вы ненавидите пауков, попробуйте прочитать эту статью об одуванчиках.)

Хорошо, если вы все еще здесь, пауки-прыгуны — это хищники, которые преследуют свою добычу и прыгают на нее, как кошки. Они умны, подвижны и обладают потрясающим зрением.

Уже давно было ясно, что их зрение имеет решающее значение для того, как они охотятся, и для точности их прыжков. Но многое осталось неизвестным о том, как их глаза работают вместе.

Чтобы узнать больше, Элизабет Джейкоб, биолог-паук из Массачусетского университета, возглавила группу исследователей из США, Кении и Новой Зеландии в исследовании зрения пауков.

Первым шагом было получение специального устройства для отслеживания глаз паука, похожего на те, которые используются на людях, чтобы следить за взглядом паука. На самом деле, доктор Джейкоб сделал два, наверное, единственные два в мире. У нее есть один, а у ее коллег в Новой Зеландии — другой.

[ Нравится страница Science Times на Facebook. | Подпишитесь на информационный бюллетень Science Times . ]

У пауков-скакунов восемь глаз. Два больших глаза, прямо в центре того, что можно было бы назвать лбом паука, являются главными, и они улавливают детали и цвет.

Из трех других пар задний набор смотрит назад, средний набор пока немного загадка, а передний обнаруживает движение.

Хрусталики основных глаз прикрепляются гибкими трубками к сетчаткам.Камера была настроена так, чтобы заглянуть в эти трубки и увидеть активность сетчатки, которая немного напоминает бумеранг. Внутренняя часть головы паука была освещена ультрафиолетовым светом, проникающим через внешний панцирь.

Но какими бы точными ни были основные глаза, они видят только то, что находится перед ними. Если бы им нужно было найти добычу, это было бы похоже на использование узкого луча фонарика для исследования темной комнаты. Не очень эффективно.

Исследователи обнаружили, что передняя пара дополнительных глаз, детекторов движения, сообщает основной паре глаз, куда смотреть.

Когда их временно закрасили и пауку представили движущиеся изображения, он понятия не имел, куда смотреть.

Но когда они были активны, главные глаза поворачивались к движению, которое заметили второстепенные глаза. Исследователи могли видеть движение сетчатки, когда пауки сканировали объект в поисках деталей.

По словам доктора Якоба, наиболее примечательно «взаимодействие между физически отдельными наборами глаз».

Следующий шаг — посмотреть, как крошечный, но очень эффективный мозг паука управляет этой координацией.Вторичные глаза не просто информируют паука о том, что что-то движется, они передают местоположение движущегося объекта, поэтому мозг может приказать основным глазам лучше рассмотреть. Все как раз вовремя, чтобы спланировать один из смертельных прыжков существа.

Исследователям удалось провести эксперимент, не причинив вреда паукам. Они прикрепили шляпу в стиле доктора Сьюза к макушке головы паука с помощью воска, и эта шляпа была прикреплена к устройству, чтобы удерживать их на одном месте.

После эксперимента сняли шляпу.И пошли пауки.

почему паукам нужно так много глаз, а нам всего два?

Любопытные дети — серия для детей. Если у вас есть вопрос, на который вы хотели бы получить ответ от эксперта, отправьте его по адресу [email protected] Вам также может понравиться подкаст Imagine This, созданный совместно ABC KIDS listen и The Conversation на основе Любопытных детей.


Сможете ли вы узнать, почему паукам нужно шесть глаз, а нам только два? – Амос, 3 года, Ньюкасл.


Привет, Амос. Спасибо за отличный вопрос.

Первое, что мы должны сказать, это то, что хотя у некоторых пауков и правда шесть глаз, у большинства их восемь.

Короткий ответ на ваш вопрос заключается в том, что у животных развились разные глаза, которые лучше всего подходят для образа жизни, который они ведут.


Прочитайте больше: Любознательные дети: Из чего сделаны паутины и насколько они прочны?


У людей два глаза обращены вперед.Наши глаза очень хорошо различают цвета и формы. Наличие двух больших глаз в передней части нашей головы означает, что они могут работать вместе, чтобы угадать, насколько далеко что-то находится (мы называем это «оценкой расстояния»). Так нам легче поймать другое животное, чтобы мы могли его съесть.

Пауки также являются охотниками, и им нужны глаза, которые помогают им находить и ловить пищу. На самом деле, большинство пауков плохо видят и используют осязание и вкус, чтобы исследовать мир. Но вид их глаз говорит нам кое-что о еде, которую они едят, и о жизни, которой они живут.

Паучьи глаза для жизни пауков

Пауки-прыгуны — активные охотники, подобно крошечным львам, преследующим свою добычу (жуков). Обычно у них восемь глаз: два очень больших передних глаза, чтобы получить четкое цветное изображение и определять расстояние, и дополнительные боковые глаза, чтобы обнаруживать, когда что-то движется. Вот фото австралийского прыгающего паука.

Паукам-прыгунам нужны два больших глаза спереди, чтобы они могли угадать, как далеко находится их добыча. Майкл Дункан., автор предоставлен

Некоторые пауки делают сети, чтобы поймать свою добычу.Этим паукам, забрасывающим сети, также необходимо ясно видеть и оценивать расстояния. У некоторых развились огромные устрашающие черные глаза, которые смотрят прямо перед собой, поэтому их прозвали пауками-людоедами! Эти гигантские глаза помогают пауку видеть широкую область и точно закидывать свою паутинную сеть, чтобы поймать добычу. Вот изображение паука, забрасывающего сети.

Этот паук из семейства дейнописовых. Маленькие точки, похожие на ноздри, на самом деле являются глазами! Майкл Дункан, автор предоставил

Некоторые пауки живут в совершенно темных пещерах, где глаза вообще бесполезны.Им приходится полагаться на другие органы чувств, чтобы найти пищу в темноте. Для экономии энергии, делающей глаза, эти пауки утратили глаза в процессе эволюции, поэтому теперь у некоторых из них вообще нет глаз. Вы можете увидеть изображение такого паука здесь.

Так почему же у большинства пауков так много глаз?

И человеческие, и паучьи глаза являются результатом медленного развития, помогающего нам выживать в различных средах. Одна из причин, по которой наши человеческие глаза отличаются от глаз пауков, заключается в том, что наши тела и мозг также устроены иначе.

Например, у пауков нет шеи. Поэтому они не могут повернуть голову, чтобы посмотреть на вещи, как мы. Наличие дополнительных глаз вокруг головы — это один из способов, с помощью которого пауки видят больше окружающего мира, помогая им быстро обнаружить добычу или потенциального хищника.

Глаза человека и глаза паука также выполняют разные функции. Наши два глаза очень сложны и хорошо справляются со многими задачами одновременно, в то время как у пауков есть разные виды глаз, которые выполняют разные функции.

Например, большие центральные глаза прыгающих пауков лучше всего подходят для наблюдения за формами, но простые боковые глаза выполняют важную функцию наблюдения за хищниками.

Так что двуглазый паук или даже восьмиглазый человек не невозможны. Но два глаза, которые есть у нас, и восемь глаз, которые есть у большинства пауков, идеально подходят для того, чтобы помочь каждому из нас прожить свою жизнь такой, какая она есть.


Прочитайте больше: Любознательные дети: почему у пауков волосатые ноги?


Привет, любознательные дети! У вас есть вопрос, на который вы хотели бы получить ответ от эксперта? Попросите взрослого прислать ваш вопрос на любопытный[email protected]

CC BY-ND

Пожалуйста, сообщите нам ваше имя, возраст и город, в котором вы живете. Мы не сможем ответить на все вопросы, но постараемся.

Как прыгающие пауки видят в цвете | Умные новости

Солнечное свечение Habronattus (самец на фото выше) — вид прыгающих пауков, обладающий трихроматическим или «истинным» цветовым зрением. Даниэль Зурек

Пауки-прыгуны видят в высоком разрешении.Из-за своего крошечного размера тела эти паукообразные могут видеть с более высоким разрешением любые виды животных, включая людей. Теперь исследование, опубликованное на этой неделе в Current Biology , предполагает, что их видение может быть еще более впечатляющим. Исследователи обнаружили, что представители семейства прыгающих пауков также могут видеть в трех цветовых каналах. Это означает, что у них трихроматическое или «истинное» цветовое зрение, как и у людей.

Пауки-прыгуны имеют четыре пары глаз, которые улавливают различные визуальные сигналы.Одна пара называется «основными глазами» и может перемещать взгляд, определять цвет и разрешение. Остальные три пары так называемых вторичных глаз не двигаются и выполняют разные функции, такие как улавливание периферийных сигналов и обнаружение движения. До сих пор у исследователей были только доказательства того, что эти пауки могли видеть два типа цветов — зеленый и ультрафиолетовый (УФ) — благодаря светопоглощающим пигментам в их основных глазах.

Но, глядя на образ жизни паука, это не имело смысла. Можно подумать, что для этих маленьких паукообразных важно видеть цвет.Многие самцы развлекаются яркими вспышками и танцуют, чтобы привлечь самок. Например, вот длинная процедура паука Habronattus pyrrithrix :

Во время этого танца у самца появляются пряди волос различных оттенков — зеленого, оранжевого, красного и т. д. — некоторые из которых самка не смогла бы увидеть дихроматическим зрением. Зачем самцу носить кричащий малиновый участок меха, если самке он будет казаться тускло-коричневым? И то, как самки видят эти цвета, и то, как они выглядят, было загадкой, объясняет Джейн Дж.Ли для National Geographic .

Заинтригованные этой загадкой, исследователи решили попытаться расшифровать зрение прыгающего паука. Они записали брачные танцы в лаборатории, вскрыли глаза Habronattus pyrrithrix и измерили длину волны света, которую поглощают их внутренние пигменты. В дополнение к двум пигментам для зеленого и ультрафиолетового света они также обнаружили рубиново-красный фильтрующий пигмент. Это позволяет пигментным клеткам, которые обычно улавливают зеленый цвет, также улавливать красный, оранжевый и желтый цвета.

С красными солнцезащитными очками, встроенными в их глаза, они достигают своего третьего цветового канала. В брачном танце это позволяет самкам различать разные цвета на большем расстоянии, чем если бы у них было только два цветовых канала. Учитывая преобладание окраски у других видов, команда считает, что другие пауки-прыгуны из рода Habronattus , вероятно, тоже обладают «истинным» цветовым зрением.

Птицы, рептилии и бабочки используют аналогичные методы фильтрации для получения собственных дополнительных цветовых каналов.«Глаза прыгающих пауков очень сильно отличаются от глаз бабочек или птиц, и тем не менее все три настраивают цветовую чувствительность с помощью пигментов, которые фильтруют свет. На самом деле это довольно умное и простое решение с большой отдачей», — Нейт Морхауз, биолог из Университета Питтсбурга и соавтор исследования, говорится в заявлении.

У людей, напротив, есть три типа пигментов, каждый из которых поглощает свет с разной длиной волны, распределенный по сетчатке (часть глаза, чувствительная к свету).У пауков-прыгунов красный фильтр ограничен только частью сетчатки. «Им пришлось бы сканировать сцены «строка за строкой», чтобы собрать информацию о цвете», — сказал Дэниел Зурек, еще один биолог и соавтор в лаборатории Морхауза.

В этом смысле цветовое зрение паука-скакуна может показаться более ограниченным. Но у них есть целый канал для восприятия ультрафиолетового света, который полностью отсутствует у людей. Так что технически они могут видеть больше цветов, чем люди.

Ошибки Насекомые

Рекомендуемые видео

Тесты на пауках-скакунах показывают, что вторичный набор глаз имеет решающее значение для способности основных глаз отслеживать движущиеся стимулы — ScienceDaily

Использование специально разработанного устройства отслеживания глаз для использования с пауками, биологи Элизабет Джейкоб, Скай Лонг и Адам Портер из Массачусетский университет в Амхерсте вместе с коллегами из Нью-Йорка и Новой Зеландии сообщают в новой статье, что их тесты на прыгающих пауках показывают, что вторичная группа глаз имеет решающее значение для способности основных глаз отслеживать движущиеся стимулы.

Как объясняет Джейкоб, у пауков-скакунов отличное зрение и восемь глаз. Направленные вперед основные глаза имеют форму длинных трубок внутри головы паука с маленькими сетчатками в форме бумеранга, которые могут различать цвета и мелкие детали. Маленькая сетчатка означает, что основные глаза также имеют небольшое поле зрения, добавляет она. Чтобы компенсировать это, глазные трубы окружены мышцами, которые могут направлять взгляд в поле зрения. Она говорит: «Мне нравится аналогия с лучом фонарика, освещающим комнату и выделяющим лишь небольшую часть сцены за раз.»

Чтобы видеть, куда смотрят пауки, исследователи разработали устройство для отслеживания взгляда. Айтрекеры используются психологами для изучения того, куда люди направляют свой взгляд, когда они выполняют такие задачи, как чтение, изучение визуальных сцен и вождение автомобиля. Они работают, следуя движениям поверхности глаза. Но поверхность глаза паука не двигается, поэтому устройство отслеживания глаз паука разработано так, чтобы смотреть в глазные трубы.

В своих экспериментах исследователи осторожно удерживают паука перед видеоэкраном и освещают его сетчатку инфракрасным светом, который животное не может видеть, но который освещает его сетчатку.Затем ученые записывают, куда паук направляет свои глазные трубки во время воспроизведения видео.

В их новой статье в Current Biology показано, что основным глазам помогает соседний набор глаз, передние боковые глаза, которые соединяют главные глаза. Эти вторичные глаза имеют гораздо более простую структуру и не могут двигаться, но они чрезвычайно чувствительны к движению и имеют широкое поле зрения, которое перекрывается с полем зрения основных глаз, отмечает Джейкоб.

Маскируя вторичные глаза нетоксичной смываемой краской и отслеживая движение основных глаз при просмотре пауками видео, она и ее коллеги обнаружили, что вторичные глаза направляют главные глаза на быстрое обнаружение и очень точное отслеживание дисков, движущихся с разной скоростью. скорости.

Без дополнительных глаз стимул должен был появиться непосредственно перед основными глазами, чтобы они могли его исследовать. «Как будто их периферийное зрение находится в совершенно отдельном глазу», — говорит Джейкоб. «Этот уровень интеграции, при котором один глаз зависит от другого типа глаза, который морфологически очень отличается и физически отделен, чрезвычайно необычен».

Далее она добавляет: «Этот новый инструмент позволяет нам задавать всевозможные вопросы о том, как животное с такой необычной зрительной системой может выполнять свои задачи.Например, самцы пауков-скакунов устраивают очень сложные ухаживания, чтобы побудить самок к спариванию. Эти проявления могут включать в себя вытягивание ног над головой и взмахивание их кончиками, поднятие или опускание коленей или поднятие живота».

В сотрудничестве с коллегами из Университета Цинциннати Джейкоб и его коллеги используют устройство для отслеживания движения глаз, чтобы точно определить, какие части дисплея привлекают внимание самок и чем они отличаются у близкородственных видов. Другие сотрудники включают группу из Корнелла, которая записывает из мозга, как паук исследует различные стимулы в айтрекере.

Джейкоб говорит: «Наша работа говорит нам кое-что о том, как зрительная информация может быть собрана и использована с таким большим эффектом у животного с таким маленьким мозгом. Даже для такого большого мозга, как наш, собрать и проанализировать визуальную информацию — непростая задача. . В этой работе мы пытаемся понять, как эта очень компактная и элегантная визуальная система работает так эффективно и результативно».

Jumping Spiders Can See the Moon

В прошлую среду на ноутбук Джейми Ломакса упал паук.Через два дня все повторилось. Достаточно скоро несколько пауков ползали по потолку ее офиса. «Это немного нервировало», — говорит Ломакс, астроном из Вашингтонского университета. «Я не боюсь пауков, но если кто-то еще захочет позаботиться о пауке в комнате, я с радостью позволю ему сделать это вместо меня. И я действительно не хочу, чтобы они сыпались дождем на мою голову».

Ломакс идентифицировала спускающихся паукообразных как пауков-зебр и написала в Твиттере о своем опыте с хэштегом #ItIsRainingSpidersNotMen.И после рассмотрения вариантов, включая «ядерное оружие и огонь», она решила уведомить об этом свой университет. Они послали дезинсектора, который не смог найти затянувшихся пауков в потолке. Он прикинул, что, вероятно, вылупилось гнездо, и новорожденные пауки разбежались. «Но через пару часов пауки все еще были повсюду», — говорит она мне. — По состоянию на вчерашний день еще были.

Тем временем коллега-астроном Алекс Паркер прочитал твиты Ломакса. «Вы пробовали лазеры?» он ответил.— А если серьезно, некоторые пауки-прыгуны гоняются за лазерными указками, как это делают кошки.

Действительно, на Youtube много видео, где они делают именно это. Но Эмили Левеск — коллега Ломакса, у которой был офис двумя дверями дальше, — захотела увидеть это своими глазами. «У нее есть лазерная указка, и она единственный человек, у которого в офисе есть пауки», — говорит Ломакс. «Она подбежала ко мне и сказала: «Ты должен это увидеть».

ОМГ ОНИ РЕАКТИРУЮТ НА ЛАЗЕРНЫЕ УКАЗКИ

— Эмили Левеск (@emsque) 5 июня 2017 г.

Будучи учеными, Ломакс и Левеск тестировали лазерные указки разных цветов.Они обнаружили, что пауки-зебры, казалось, слегка интересовались красной точкой, но полностью прикованы к зеленой. Они даже пытались использовать оба лазера одновременно — и пауки, похоже, предпочитали зеленый цвет красному.

.Хорошо люди у нас есть кадры. Паук-зебра, офисная стена, зеленая лазерная указка (уровень интереса: «ОМГ, ОТДАЙ МНЕ») pic.twitter.com/EezkY0zRkr

— Эмили Левеск (@emsque) 5 июня 2017 г.

Тот же паук, та же стена, красный лазерная указка (уровень интереса: «feh.Думаю, я проверю это».) pic.twitter.com/JWM8cxw2Jw

— Эмили Левеск (@emsque) 5 июня 2017 г.

«Все ли пауки-зебры больше реагируют на зеленые или красные лазерные указки?» Левеск написал в Твиттере: «Нам нужен какой-то «научный Twitter» сигнал летучей мыши, который мы могли бы подавать, когда разные поля требуют ввода друг друга».

Но в Твиттере такой сигнал не нужен Прошлой ночью исследователь пауков Кэтрин Скотт увидела нить и зациклилась на своем друге Нейте Морхаусе, изучающем зрение пауков в Университете Цинциннати.Морхауз допоздна смотрел финал Кубка Стэнли и был расстроен, увидев, что его команда, «Питтсбург Пингвинз», проигрывает «Нэшвилл Предаторз». «Я был очень расстроен и решил проверить Твиттер перед тем, как лечь спать», — говорит он. «У меня было около 150 уведомлений».

«Мы можем все это объяснить!» он написал Левеску. Пауки-прыгуны — это визуальные охотники, которые отслеживают свою добычу с помощью большой пары глаз на передней части головы. Сетчатка этих глаз содержит два типа светочувствительных клеток: один чувствителен к ультрафиолетовому свету, а другой чувствителен к зеленому свету.Последние клетки не , а только чувствительны к зеленому свету; на красный тоже реагируют, только слабее. Таким образом, пауки-прыгуны могут видеть красный свет, но для них он будет выглядеть как более тусклая форма зеленого.

Никто на самом деле не изучал глаза паука-зебры-скакуна, говорит Морхауз, но, основываясь на том, что мы знаем о других видах, он должен реагировать на лазерные указки точно так же, как обнаружили Левеск и Ломакс. «Это не контролируемый эксперимент, и зеленый лазер может быть просто ярче или крупнее красного, — говорит мне Морхауз.«Но если бы у вас было две одинаковые лазерные указки, одна красная и одна зеленая, мы ожидали бы, что паук-скакун будет отслеживать красную с меньшим энтузиазмом».

Но есть еще одна причина, по которой прыгающие пауки должны очаровывать астрономов, помимо их случайной склонности лить дождь с потолка или гоняться за лазерами. Как сказал Морхауз Ломаксу и Левеску, их глаза «устроены как… подождите… галилеевские телескопы». Эти телескопы, которые Галилей начал использовать в 1609 году, в основном представляют собой трубы с линзами на каждом конце.Подобные глаза есть только у трех групп животных: соколы, хамелеоны и пауки-прыгуны.

В случае паука каждый из двух основных глаз увенчан большой линзой, прикрепленной к остальной части тела паука. Под ним находится длинная трубка, наполненная прозрачным гелем. А на дне пробирки гель меняется каким-то образом, который мы до сих пор не понимаем, но который заставляет свет искривляться. Он эффективно действует как вторая линза, хотя в ней нет четкой физической структуры, которую можно было бы проанализировать.

Две линзы работают в тандеме: верхняя собирает и фокусирует свет, а нижняя рассеивает его. Такое расположение увеличивает изображения до того, как они попадут на сетчатку паука, что позволяет ему различать огромное количество деталей для его размера. Паук-скакун может видеть объекты так же ясно, как голубь или маленькая собака, даже несмотря на то, что его глазная трубка имеет длину менее миллиметра, а все его тело не превышает 5 миллиметров.

Ученые знают все это, потому что они могут заглянуть прямо в глаза прыгающему пауку и изучить сетчатку внизу.Эти сетчатки имеют мышцы и могут поворачиваться, как задняя часть телескопа, поэтому паук может менять направление взгляда, не двигая головой. Наблюдая за тем, как они это делают, и измеряя их анатомию, такие люди, как Морхауз, могут понять, как свет проходит через их глаза. Кроме того, они также могут рассчитать, что могут видеть пауки.

И, как Морхауз сказал Ломаксу, Левеску и другим собравшимся астрономам в Твиттере: «Они определенно могут разглядеть луну в ночном небе.

Астрономы сделали несколько быстрых расчетов и выяснили, что пауки действительно могут видеть Луну, но не планеты, такие как Юпитер или Марс. У них достаточно пространственной остроты зрения, чтобы увидеть Андромеду — ближайшую к нам галактику, — но они, вероятно, не могут разглядеть настолько тусклый свет. «К сожалению, в этом сумасшедшем, похожем на телескоп, глазе то, что он не так хорош для улавливания света, как что-то, предназначенное для ночного видения», — говорит Морхауз.

Луна, однако, почти наверняка достаточно яркая для них.Его свет поразит от пяти до шести светочувствительных клеток на их сетчатке, чего может быть достаточно, чтобы они могли разглядеть едва уловимую темноту лунных кратеров. «В принципе, они могли видеть вариации на этой поверхности», — говорит Морхауз. «Мне нужно было бы посмотреть на разницу яркости по всей Луне, но это возможно».

Во всем этом есть что-то волшебное. Твиттер по-разному описывается как эхо-камера, куда люди приходят, чтобы подтвердить свою точку зрения, или выгребная яма, где домогательства и оскорбления остаются беспрепятственными.Но иногда это также место, где астрономы с внезапным интересом к паучьему зрению могут встретиться с учеными-пауками с внезапным интересом к звездам и посмотреть на паукообразных, преследующих лазер, с телескопами вместо глаз.

Есть ли у пауков любимый цвет? Пауки-волки видят больше, чем мы думали — ScienceDaily

Ученые недавно обнаружили, что пауки-прыгуны, получившие точное название павлинов, обладают цветовым зрением, необходимым для того, чтобы оценить яркую внешность самца.

Теперь биологи из Университета Цинциннати изучают, переносится ли эта способность на более банальных пауков-волков, которые имеют приглушенный коричневый и коричневый цвет, а не электрический синий, огненно-оранжевый и красный сигнал светофора.

Профессор биологии Калифорнийского университета Джордж Уэтц и его студенты представили свою работу в июне на собрании Американского арахнологического общества в Мичиганском университете.

«Предполагалось, что пауки-волки не обращают внимания на цвет. Но мы обнаружили, что это не совсем так», — сказал Уэтц. «Нам нужно более внимательно изучить нейробиологию их глаз. Нам нужно понять, что делает их сетчатка».

Как и у большинства пауков, у пауков-волков есть четыре пары глаз, некоторые из которых имеют отражающую линзу, называемую тапетум, которая сверкает при ярком свете.Если вы арахнофоб и вам нужна причина, чтобы никогда больше не заходить на свой задний двор, попробуйте как-нибудь вечером посветить туда светодиодом и увидеть, как все маленькие хищники смотрят на вас.

Пауки-волки быстро становятся модельной системой для изучения благодаря таким лабораториям, как UC. Уетц большую часть своей карьеры изучал поведение, зрение и личность пауков. Каждое исследование показывает, что в этих существах есть нечто большее, чем кажется на первый взгляд их восьми глазам.

У большинства людей трихроматическое зрение — у них есть клетки сетчатки, называемые колбочками, которые могут видеть красный, зеленый и синий цвета.Для сравнения, пауки-волки имеют дихроматическое зрение и видят только зеленый и ультрафиолетовый свет.

«Это означает, что они в основном дальтоники. Но они чувствительны к свету в зеленой длине волны», — сказал Уетц.

В одном из исследований, представленном в июне, исследователи Калифорнийского университета изучили, как пауки реагируют на видео ухаживания за пауками, в котором они манипулировали цветом фона, контрастом и интенсивностью. Будут ли они реагировать на ухаживающего паука в монохромном режиме? Что, если контраст преувеличен?

Uetz создал видеоролики с цифровым пауком и фоном, которыми можно было управлять для настройки цвета и контрастности.Они воспроизвели видео для пауков-самок, а также для пауков-самцов, которых называли «подслушивателями» за их привычку скрываться на заднем плане, пока они учились имитировать ухаживания других пауков-самцов. Они обнаружили, что самки пауков чаще реагируют на видео с самцами, которые резко контрастируют с их фоном. Самки пауков также лучше реагировали на цвет и монохромность, чем на версию в оттенках серого, что позволяет предположить, что цвет имеет значение для пауков.

«Мы обнаружили, что для самок пауков интенсивность имеет большее значение, чем цвет.Но для подслушивающих мужчин цвет тоже имеет значение. Это странная находка. Мы этого совсем не ожидали», — сказал Уетц.

Одним из удивительных открытий было то, что зрение пауков, по-видимому, адаптируется к смене времен года.

«В этом есть большой смысл, потому что, когда вы выходите на улицу в начале сезона, когда пауки впервые появляются на свет, на деревьях нет листьев, поэтому есть свет широкого спектра», — сказал Уетц. «Но когда времена года меняются, появляются листья, и все становится зеленым.Пауки должны уметь различать контрасты на большом количестве цветных фонов.»

Лаборатория пауков Калифорнийского университета содержит около 1200 пауков-волков (практически все они, как уверяют посетители, учитываются). Студенты собирают молодых пауков из тех же популяций диких пауков, которые живут в лесах недалеко от Калифорнийского университета.

В другом исследовании постдокторант Калифорнийского университета Алекс Свегер изучил, как самцы пауков-волков используют вибрации, чтобы ухаживать за самками. У пауков нет ушей, но они могут «слышать» с помощью крошечных органов чувств на ногах, которые улавливают слабые вибрации добычи.Пауки-самцы используют специальный грубый орган на своих педипальпах, чтобы производить вибрации, которые барабанят по земле, шурша листьями или почвой, что является частью их ритуального брачного танца.

Свегер использовал лазерный доплеровский виброметр, чтобы измерить вибрации паука и воспроизвести их с помощью устройства, называемого пьезоэлектрическим изгибом дисков.

«Это очень похоже на вибрации настоящего паука. Мы калибруем устройство, прикрепляем его к листу и смотрим, как реагирует самка паука», — сказал он.

Уловка работает.

Свегер подозревал, что летние дожди — бич этих пауков-барабанщиков. Он обнаружил, что самцы пытались ухаживать за самками независимо от погоды. Но когда земля влажная, они больше полагаются на свои визуальные сигналы — размахивая передними лапами в танце, который могут оценить только самки пауков-волков.

«Они переключаются на визуальное поведение вместо вибрации на мокрых листьях, что позволяет предположить, что они гибко используют различные способы связи в зависимости от условий», — сказал Свегер.

Несмотря на это, самцы гораздо менее успешно спариваются во влажных условиях.

«Их сезон размножения не очень длинный. Самцы испытывают сильное давление, чтобы спариваться с как можно большим количеством самок, чтобы увеличить свой генетический успех», — сказал Свегер. «Поэтому, если вы можете преодолеть такое препятствие, как дождь, а не ждать идеальных условий, это принесет вам пользу».

В рамках другого исследования студентка-биолог Калифорнийского университета Тринити Уоллс исследовала, сохранят ли молодые пауки, которые были классифицированы как застенчивые или смелые, такое поведение в более позднем возрасте. Они сделали.

Чтобы классифицировать испытуемых как смелых или застенчивых, Уоллс тыкала молодых пауков парой щипцов, имитирующих птичий клюв.Застенчивые пауки обычно замирали на месте, полагаясь на маскировку в течение длительного времени после испуга, в то время как смелые пауки гораздо быстрее возобновляли поиски пищи или исследования. Она повторила тактику запугивания, когда подростки стали старше, и сравнила свои результаты.

У бесстрашных пауков может быть больше возможностей для охоты или спаривания из-за их смелого поведения, но они также с большей вероятностью будут замечены и съедены. Застенчивые пауки могут быть напуганы, но эта чрезмерная осторожность означает, что они могут с большей вероятностью передать свои гены.

«В каждом поведении есть свои плюсы и минусы», — сказал Уетц. «Смелые пауки сталкиваются с большим риском из-за хищников, привлеченных к движению. Но, двигаясь, они с большей вероятностью найдут добычу или себе пару».

Студент Уоллс пришел в Калифорнийский университет из-за паучьей лаборатории биологического факультета. По ее словам, она была очарована ими всю свою жизнь.

«Восемь лет у меня был домашний мексиканский красноколенный тарантул по имени Анастасия, — сказал Уоллс. «Я люблю пауков».

Студентка Калифорнийского университета Оливия Бауэр-Нильсен исследовала, влияет ли бактериальная инфекция, характерная для пауков, на брачное поведение самок пауков-волков.Бауэр-Нильсен подозревал, что иммунный ответ на инфекцию сделает паука слишком слабым или утомленным для спаривания. Вместо этого она обнаружила, что инфекция не оказала заметного влияния. На конференции она представила постер об исследовании.

«Это был мой первый постер. Многие люди говорят, чтобы я никогда больше не говорила со мной о пауках. Но моя семья и близкие друзья не прочь пауков. Они в восторге от того, что я в восторге», — сказала она.

Уэтц сказал, что даже он не всегда был поклонником пауков, как сегодня.

«До колледжа я боялся пауков. Кажется, все так реагируют. Сейчас пауки — самый опасный вид на планете», — сказал Уэтц. «Это совершенно неоправданно».

Уэтц сказал, что научился ценить пауков на первом уроке биологии, когда внимательно присмотрелся к ним.

«Когда вы смотрите на этих животных под микроскопом, вы видите их совершенно по-другому», — сказал он. «Эти животные инопланетные, но не менее интересные».

Пауки намного умнее, чем вы думаете

Исследователи познания обнаруживают удивительные способности у группы крошечных паукообразных

Люди склонны связывать интеллект с размером мозга.И в целом это имеет смысл: больше клеток мозга, больше умственных способностей. Люди и многие другие животные, которых мы привыкли считать необычайно умными, такие как шимпанзе и дельфины, имеют большой мозг. И долгое время считалось, что самый маленький мозг просто не способен поддерживать сложные мыслительные процессы. Но что, если они это сделают?

Подавляющее большинство видов животных на Земле довольно малы, и исчезающе малая их часть вообще изучена, а тем более исследователями познания.Но профиль одной группы миниатюрных животных быстро растет, поскольку ученые обнаруживают среди них удивительно сложное поведение.

«Существует общее представление о том, что, вероятно, пауки слишком малы, что им нужна какая-то критическая масса мозговой ткани, чтобы иметь возможность выполнять сложное поведение», — говорит арахнолог и биолог-эволюционист Димитар Димитров из Университетского музея Бергена в Норвегия. «Но я думаю, что пауки — это тот случай, когда эта общая идея подвергается сомнению.Некоторые маленькие вещи на самом деле способны делать очень сложные вещи».

Поведение, которое можно описать как «когнитивное», в отличие от автоматических реакций, может быть довольно распространено среди пауков, говорит Димитров, соавтор исследования разнообразия пауков, опубликованного в Ежегодном обзоре энтомологии 2021 года . От ткачей кругов, которые регулируют способ плетения своих сетей в зависимости от типа добычи, которую они ловят, до пауков-призраков, которые могут научиться ассоциировать награду с запахом ванили, в мозгу пауков происходит больше, чем они обычно думают.

«Важен не столько размер мозга, сколько то, что животное может делать с тем, что у него есть», — говорит арахнолог Фиона Кросс из Кентерберийского университета в Крайстчерче, Новая Зеландия.

Кросс изучает поведение прыгающих пауков, бесспорных чемпионов по познанию среди пауков. Хотя у этих крошечных паукообразных есть мозг, который может буквально поместиться на булавочной головке, работа Кросса и других ученых предполагает, что у них есть способности, которые мы без проблем приветствовали бы как признаки интеллекта, если бы они проявлялись у животных с гораздо большим мозгом, например собак или человеческих малышей.

«Пауки-прыгуны — удивительно умные животные», — говорит визуальный эколог Натан Морхауз, изучающий пауков в Университете Цинциннати. «Я всегда нахожу восхитительным, когда что-то вроде скромного прыгающего паука протыкает наше чувство биологического превосходства».

Одна из возможных причин того, что пауки-прыгуны настолько развиты в поведении, заключается в том, что у них самое острое зрение среди животных их размеров, длина которых обычно составляет от 1 миллиметра до 2,3 сантиметра. Они используют это визуальное мастерство, чтобы найти, выследить и наброситься на свою добычу, а не более известную стратегию пауков, строящую паутину и ожидающую доставки еды.

«Их видение освободило их, позволив им исследовать окружающую среду», — говорит исследователь поведения животных Химена Нельсон, которая также изучает прыгающих пауков в своей лаборатории в Кентерберийском университете. Находясь в мире, они должны иметь возможность видеть вещи — хищников, добычу, партнеров — издалека и принимать решения, прежде чем приблизиться к ним. «На мой взгляд, именно это привело к их довольно замечательному познанию».  

Пауки играют в интеллектуальные игры

Пауки-прыгуны, обладающие самым острым зрением и самым впечатляющим умом, принадлежат к роду  Portia , обитающему в Африке, Азии и Австралии.Эти пауки предпочитают охотиться на других пауков, и у них есть стратегии, адаптированные к каждому виду, на который они охотятся. Известный исследователь прыгающих пауков Кентерберийского университета Роберт Джексон обнаружил, что многие из тактик Порции весьма коварны.

Во время охоты на другую группу пауков-скакунов под названием Euryattus , как сообщает Джексон, Порция использует хитрый трюк.  Euryattus  самки строят гнезда в скрученных мертвых листьях, подвешенных в воздухе на шелке, прикрепленном к камням или растительности.Ухаживающие самцы сползают по шелковым подвесным канатам, встают на вершину гнезда и определенным образом встряхивают его. Сигнал вытягивает самку из гнезда. Порция , похоже, использует эту систему, имитируя тряску самца и заманивая самку в засаду.

Для  Порция поиск правильной стратегии особенно важен при преследовании пауков, которые также едят пауков-прыгунов. Например, чтобы атаковать паука, плетущего паутину, Portia обманом заставляет паука приблизиться, выдергивая несколько шелковых нитей его паутины.Если целевой паук относительно мал, Порция срывает паутину, имитируя пойманное в ловушку насекомое, побуждая паука броситься думать, что он собирается поесть, но вместо этого становится им. Но если местный паук больше и потенциально более опасен, Portia может вместо этого создать легкое беспокойство, подобное тому, как плодовая муха касается единственной нити на краю паутины, которую паук будет медленно перемещать, чтобы осмотреть. Как только цель оказывается достаточно близко, Порция набрасывается и поражает ядовитыми клыками.

Если эти стратегии не работают с определенным паутиной, другой прием Порции состоит в том, чтобы встряхнуть всю паутину так, чтобы она двигалась так, как будто ее ударил порыв ветра. Это действует как дымовая завеса для вибрации Порции , когда она заползает в паутину цели. В ходе лабораторных экспериментов Джексон обнаружил, что Portia будет пробовать различные методы, скорости и схемы ощипывания, пока не найдет правильную комбинацию, чтобы обмануть каждого отдельного паучка, на которого он охотится, — по сути, учась на работе.

«Даже среди этой удивительно умной группы Порция выделяется своей удивительной гениальностью, — говорит Морхауз. «В конце концов, они охотятся на очень опасную добычу, поэтому осторожность и сообразительность — полезные инструменты».

Пауки строят планы

Один из самых захватывающих аспектов стратегии охоты Порции заключается в том, что она часто включает обнаружение добычи на расстоянии, а затем планирование сложного маршрута, чтобы добраться до нее. Джексон впервые наблюдал это в дикой природе, когда Порция столкнулся с видом ткача-кругопряда, который защищает свою паутину, яростно встряхивая ее, отбрасывая любых вторгшихся прыгающих пауков на лесную подстилку.Вместо того, чтобы войти в паутину, Порция шла окольным путем, чтобы найти лучшую позицию для атаки. «В этом контексте для Порции было бы лучше пойти в обход, обойти ствол дерева, подняться над пауком, спуститься по шелковой нити и, качнувшись, схватить паука в его паутине, даже не касаясь его. шелк, — говорит Кросс.

Чтобы выяснить, как эти крошечные пауки прокладывают такие сложные маршруты, Кросс и Джексон подвергли Порцию умственным способностям в лабораторных условиях.Они построили аппарат с центральной смотровой башней на платформе, окруженной водой, откуда паук может видеть две другие башни, увенчанные коробками: одна с мертвыми пауками, на которых Порция любит охотиться, а другая с опавшими листьями. Единственный способ добраться до добычи, не промокнув, что терпеть не могут прыгающие пауки, — это спуститься на платформу, а затем выбрать правильный из двух отдельных проходов, ведущих к ящикам.

С насеста на вершине смотровой башни пауки внимательно осмотрели сцену, прежде чем спуститься с башни и подняться по дорожке.Большинство пауков выбирали путь, который вел к еде, даже если это означало уход от добычи и прохождение по пути неправильной дорожки. Кросс и Джексон утверждают, что пауки спланировали маршрут от смотровой башни, а затем следовали по нему, возможно, сформировав мысленное «представление» места действия — впечатляющий познавательный подвиг для мозга размером с маковое зернышко.

Пауков можно удивить

В другом тесте идеи о том, что Порция  использует мысленное представление, Кросс и Джексон позаимствовали классический психологический эксперимент, предназначенный для оценки познания человеческих младенцев.Поскольку младенцы, как и пауки, не могут сказать вам, что у них на уме, идея состоит в том, чтобы сделать вывод о том, что они понимают, видя, что их удивляет. Например, ребенок, который видит, как игрушечная пожарная машина движется за левой стороной барьера, а затем видит, что пожарная машина или плюшевый кролик выезжают с правой стороны, будет склонен смотреть на неожиданного кролика дольше, чем на пожарную машину. что получилось, как и ожидалось. Это говорит о том, что ребенок сформировал мысленное представление о пожарной машине и был сбит с толку, когда кролик не соответствовал ему.

Чтобы увидеть, смогут ли они удивить  Порцию , Кросс и Джексон построили для пауков демонстрацию добычи. Сначала они показывали Порцию один тип добычи в течение 30 секунд. Затем они закрывали затвор на передней панели дисплея и меняли добычу, а через 90 секунд снова открывали затвор. Если Порция сначала увидела паука-росинку, а затем увидела ткача кругов, что бы сделала Порция ?

Ученые обнаружили, что если Порция  увидела другую добычу после того, как ставни были подняты, вероятность нападения была гораздо меньше, чем если бы добыча оставалась прежней.Они утверждают, что это показывает, что паук сформировал мысленное представление о добыче в начале испытания, которое не соответствовало тому, что он увидел в конце.

«Эта работа использует действительно творческий экспериментальный дизайн и вдохновила нас на собственную работу», — говорит эколог-бихевиорист Элизабет Джейкоб, изучающая прыгающих пауков в Массачусетском университете в Амхерсте.

Пауки умеют считать

Используя модификацию своего теста обхода, Кросс и Джексон изучили другие способы удивить этих пауков.«Это все равно, что копаться в мозгу Порции и говорить: «Ну, на что ты обращаешь внимание, Порция ?» Что для тебя важно?», — говорит Кросс.

Так они обнаружили, что Порция хорошо работает с числами. Используя вид из Кении, Portia africana , Кросс и Джексон позволили Portia увидеть несколько объектов добычи со смотровой вышки, а затем переключили количество объектов добычи, пока паук был в пути, а цель была вне поля зрения. достопримечательность.Они обнаружили, что если Порция увидела одного паука-жертву из башни, но прибыла, чтобы найти двух пауков, она была менее склонна к нападению. То же самое было верно для одного предмета против трех и двух против трех, а также когда он встречал только один предмет после того, как первоначально было показано два или более. При тестировании с большими количествами пауки не различали от трех и выше, объединяя их всех в одну категорию «многие».

Хотя пауки не могут буквально считать один-два-три, исследования показывают, что у некоторых пауков-скакунов есть чувство числа, примерно такое же, как у годовалых людей.

Пауки оценивают риск

Быть крошечным пауком, блуждающим по дикой природе, рискованно. Хотя они известны своими охотничьими способностями, у прыгающих пауков есть много хищников, в том числе другие пауки, муравьи, птицы, ящерицы, жабы и, что ужасно, осы-грязевики, которые любят парализовать прыгающих пауков и запечатывать их в клетках ос. ‘ гнездо, которое будет съедено заживо вылупившимися личинками.

Но, как обнаружил Нельсон, эти маленькие умные паучки умеют выбираться из опасных ситуаций.Ее лаборатория в Кентерберийском университете разработала тест, чтобы проверить, насколько хорошо Порция оценивает пути отступления. Хоть они и умеют плавать, прыгающие пауки ненавидят воду, и для этих экспериментов паук стартовал на платформе, окруженной лотком, наполненным водой. У него было четыре способа перебраться через воду к краю лотка, которые включали прыжки между маленькими островками, сделанными из деревянных дюбелей, торчащих из воды.

Порция  выбрал самый безопасный маршрут, который покрывал кратчайшее расстояние и требовал наименьшего количества прыжков чаще, чем можно было предсказать.Но когда они не выбирали самый безопасный путь, пауки неожиданно, казалось, предпочитали самый длинный путь с наибольшим количеством дюбелей. Оказывается, Порция просто перехитрила тест: самый длинный путь был изогнутым, а Порция часто срезала путь, пропуская дюбели. «По сути, они просто жульничали, — говорит Нельсон.

Единственная загвоздка в том, что для выполнения подобных задач может потребоваться Portia довольно много времени — иногда несколько часов — и обычно намного, намного дольше, чем у других пауков-скакунов, которых тестировал Нельсон, говорит она.Нельсон обнаружил четкую связь между временем, которое паук потратил на изучение маршрута, и вероятностью выбора безопасного пути. «С моей точки зрения, видеть — значит думать», — говорит она. » Порция  потратила гораздо больше времени на изучение маршрута, прежде чем принять решение.»

Можно поспорить, что по мере того, как ученые продолжают изучать когнитивные способности прыгающих пауков, эти животные будут продолжать удивлять нас своими умственными способностями. И если бы другим семействам паукообразных уделялось столько же внимания, кто знает, что еще мы узнали бы, возможно даже для людей с крошечным мозгом.

Пауки-прыгуны не самые большие пауки, но они, вероятно, способны выполнять самые сложные действия среди пауков, говорит Димитров.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.