Треугольные пауки-ткачи хранят в своих паутинах поразительное количество энергии - новое исследование показало, что этот навык является уникальным для царства животных.
В ходе лабораторного эксперимента Hyptiotes cavatus держит свою паутину натянутой, с якорной линией слева и ловушкой справа.
Для большинства паутина - это липкая шелковая сеть-пассив, если она искусно сконструирована.
Один из видов паукообразных, однако, продвигает свою паутину на шаг дальше, создавая натянутые инструменты со всем апломбом средневековых инженеров. Это треугольные пауки-ткачи из рода Hyptiotes, обитающие в Соединенных Штатах и многих других частях мира. (Посмотрите 10 красивых фотографий, которые заставят вас полюбить пауков.)
После создания паутины треугольной формы они прикрепляют себя к ветке с помощью шелка из живота и тянут центральную анкерную линию, натягивая структуру все туже и туже.
Они заряжают свою паутину потенциальной энергией, как тетива арбалета, но в которой их тела являются спусковым механизмом, удерживающим всю систему в натянутом состоянии, пока не придет время стрелять.
Когда жук натыкается на паутину, паук отпускает свою якорную веревку и выпускает слабину из своего брюшка, катапультируя свою паутину (и себя) вперед и захватывая жука в шелк. (Посмотрите фотографии самой большой и прочной паутины в мире.)
Эффект «что-то вроде сетевого пистолета», - говорит Даниэль Максута, доктор философии. студент Университета Акрона в Огайо и соавтор нового исследования паука. По его словам, иногда паук даже несколько раз «перезаряжает» и «выстреливает» паутиной, чтобы убедиться, что его жертва недееспособна.
Новое исследование с использованием высокоскоростных камер показало, что эти паутины накапливают и выделяют ошеломляющее количество энергии.
На самом деле, паутина Hyptiotes cavatus может развивать ускорение свыше 770 метров в секунду в квадрате, что примерно в 26 раз превышает максимальное ускорение космического корабля НАСА.
Авторы утверждают, что это единственный известный пример внешнего усиления энергии в животном мире - использование внешнего объекта для хранения и умножения энергии, чтобы высвободить всю ее сразу.
Быстрые пауки
Для нового исследования руководитель исследования Сара Хан, доктор философии. студент из Университета Акрона, штат Огайо, и его коллеги поймали диких пауков Hyptiotes cavatus и вырастили их в помещении.
Пауки плели свои сети точно так же, как в дикой природе, и команда записывала, как они взаимодействовали с добычей.
Видеозапись показала, что каждый раз, когда паук дергает свою паутину, это похоже на поворот рукоятки, чтобы запустить катапульту. Рука может генерировать столько силы только за одно сокращение, но эластичность сети позволяет ей накапливать силу от многих сокращений и высвобождать ее всю сразу - это усиление силы.
Команда также создала программные модели паутины и провела симуляции, сравнивая паука, использующего усиление мощности паутины, прыгающего только за счет мышечной силы или использующего внутреннюю энергию, как прыгающая блоха.
Согласно их моделям, повышенная энергия, обеспечиваемая натянутой паутиной, позволяет пауку поймать свою добычу.
Эта стратегия также успешна для пауков: согласно лабораторным наблюдениям, пауки, которые не выпускали свою паутину, не могли поймать свою добычу в 100% случаев, согласно исследованию, опубликованному 13 мая в Proceedings of the World. Национальная академия наук. Если паукообразные использовали свою паутину должным образом, у них был примерно 70-процентный показатель успеха. (Читайте о других пауках, стреляющих шелком.)
Разгадка тайн шелка
Шелк производят и другие беспозвоночные, например личинки моли, но «он далеко не так широко распространен и функционально разнообразен, как у пауков», - объясняет Пол Селден, палеоарахнолог из Канзасского университета. (Узнайте, как пауки слушают свою паутину.)
Галерея: Посмотрите потрясающие старинные изображения пауков и насекомых
Существует почти столько же способов использования шелка, сколько видов пауков (более 45 000), но даже среди пауков-бола, метающих шелк, скрытых пауков-люков и даже летающих детенышей пауков с электростатическим питанием, Hyptiotes стоит особняком. вышло.
«Я не могу думать ни о какой дальнейшей эволюции этой системы захвата у пауков, ни о каких-либо сопоставимых сетях захвата у неродственных видов», - говорит Селден.
Осталось несколько интригующих вопросов. Например, когда H. cavatus туго держит свою паутину, кажется, что они держат колени согнутыми, что для большинства животных было бы чрезвычайно утомительным.
“Как они могут это сделать?” - спрашивает Хан. Она планирует это выяснить.