Нові дослідження допомогли з'ясувати в чому секрет швидких рухів павуків-стрибунців (ФОТО)

Павуки-стрибуни — одна з найбільших родин павуків — отримали свою назву завдяки надзвичайним стрибкам, які вони здійснюють для полювання на здобич, навігації, а також для уникання хижаків.

Самці павуків-стрибунів також стрибають, щоб втекти від самок-канібалів та самців-суперників. Отже, вони перебувають під величезним тиском, щоб стрибати ефективно і швидко.

Ми вивчали стрибучість мініатюрних самців і самок австралійських павуків-стрибунів. Виявилося, що самці — неймовірно легкі істоти, що важать всього 2 міліграми — мають найвище прискорення серед усіх відомих павуків-стрибунів.

Наше дослідження — перше, яке вивчає та виявляє відмінності в тому, як самці та самки павуків-стрибунів здійснюють свої вражаючі стрибки. Зараз воно опубліковане в Journal of Experimental Biology.

Унікальна гідравліка

Стрибки — енергетично «дорога» стратегія пересування. Щоб виконати її, тваринам доводиться відштовхуватися від поверхні, координуючи рух численних частин тіла.

Деякі безхребетні, як-от мурахи, стрибають за допомогою м’язів. Інші, як блохи, використовують енергію, накопичену у внутрішніх структурах, яка швидко вивільняється для здійснення стрибка.

Павуки-стрибуни відрізняються — вони використовують унікальну напівгідравлічну систему. У них немає м’язів, які б витягували ноги та забезпечували стрибки. Замість цього вони витягують ноги, збільшуючи тиск гемолімфи (рідини, аналогічної крові у безхребетних) в ногах, що запускає стрибок.

Павуки-стрибунціі добре відомі завдяки витонченим залицянням самців до самок. Вона привертає увагу як біологів, так і ненаукової аудиторії. Ця демонстрація включає витягування та розмахування третьою парою ніг, а також відкривання різнокольорових виростів на черевці, що нагадують лоскути.

Кількісний опис стрибкових рухів, відомий як кінематика стрибка, був проведений лише для чотирьох з понад 6 000 видів павуків-стрибунів, відомих у всьому світі. Крім того, вчені ніколи не досліджували відмінності в динаміці стрибків павуків-самців і павуків-самок.

Оскільки самці та самки павуків-стрибунів надзвичайно відрізняються один від одного за розміром, це дає унікальну можливість виявити статеві відмінності в кінематиці стрибків.

Павуки в студентському містечку

Ми досліджували австралійського павука-стрибунця (Maratus splendens), знайденого в кампусі Університету Маккуорі в Сіднеї та на прилеглих територіях.

Самки важили більш ніж удвічі більше, ніж самці, а найважча самка була в 6,6 разів важчою за найлегшого самця. Ми відсканували зразки самців і самок за допомогою мікрокомп’ютерної томографії та провели 3D-реконструкцію, щоб визначити центр маси кожної статі.

Потім ми зняли стрибки самців і самок павуків за допомогою високошвидкісної камери та відстежили центр маси тварин під час кожного стрибка. На основі цього ми виміряли низку кінематичних показників, включаючи кут зльоту, прискорення та силу тяжіння.

Ми виявили, що ці легші самці павуків-стрибунців мають виразну хореографію та кінематику стрибків порівняно з важчими самками.

Високо, швидко і круто

Ми виявили, що блискучі павуки-стрибунці розганяються до 127,8 м/с² — більш ніж удвічі швидше, ніж попереднє найвище відоме прискорення павуків-стрибунів.

Таке швидке прискорення, можливо, розвинулося для втечі від хижаків або для відстеження та захоплення здобичі, що швидко рухається, в їхньому природному середовищі.

Хоча легші самці прискорювалися швидше, після контролю маси тіла ми виявили, що прискорення у самців було повільнішим, ніж у самок. Самці та самки мали прискорення, що в 13,03 та 12,5 разів перевищували силу тяжіння, відповідно.

Цікаво, що стрибки самців були під гострішим кутом, ніж у самок, що, ймовірно, є адаптацією для швидкої втечі від самок та інших самців.

Залишалося питання, яка з чотирьох пар ніг забезпечує цей швидкий стрибок. Щоб з’ясувати це, ми відстежили численні суглоби на всіх ногах павуків протягом усього стрибка.

Ми виявили, що суглоб на третій парі ніг мав надзвичайно гострий кут перед стрибком і швидко змінився на щось на зразок прямого кута після досягнення максимального прискорення. Наші результати показують, що саме третя пара ніг спонукає павука-стрибунця до його вражаючих стрибків.

Аджай Нарендра, доцент кафедри нейроетології комах, Університет Маккуорі