Hämähäkit supernopeilla hiirenloukkusuilla

Ansu-leukahämähäkin kasvot, uros, aliasChilarchaea quellon. Pitkät chelicerat ovat erittäin ohjattavia suun osia, jotka ovat kehittyneet napsauttamaan nopeasti saalista kuten hiirenloukku. Kuva: Hannah Wood, Smithsonian.

Kaikki hämähäkit eivät kudo verkkoja saaliinsa vangitsemiseksi. Jotkut Etelä-Amerikan ja Uuden-Seelannin lajit, jotka tunnetaan nimelläansa-leukahämähäkit, joilla on epätavalliset suurakenteet, jotka puristavat louhostaan ​​hiirenloukun tapaan salaman nopeudella. Äskettäisessä tutkimuksessa tutkijat havaitsivat, että nämä pienet huomaamattomat hämähäkkieläimet iskevät saaliinsa voimanpurkauksella, joka on vahvempi kuin mitä heidän lihaksensa pystyvät keräämään, mikä viittaa toiseen mekanismiin, jota käytetään tarvittavan voiman varastoimiseen ja vapauttamiseen. Nämä havainnot olivatjulkaistuverkossa huhtikuussa 2016, lehdessäNykyinen biologia.

Smithsonian tiedemies Hannah Wood, paperin johtava kirjoittaja, sanoi alausunto:

Tämä tutkimus osoittaa, kuinka vähän tiedämme hämähäkeistä ja kuinka paljon on vielä löydettävissä.

Tutkimuksessa olevat ansa-leukahämähäkit kuuluvatMecysmaucheniidaetaksonominen hämähäkkiperhe. Nämä pienet hyvin naamioituneet hämähäkit, joilla on erittäin ohjattavat suun osat, nschelicerae, metsästää metsäkerroksessa.

Ne väijyvät saalistaan ​​suu auki ja kun he pääsevät tarpeeksi lähelle, heidän leuansa napsahtavat kiinni saalista salaman nopeudella.

Nopeat videot hämähäkkeistä näyttävät hämähäkkien cheliceran voiman ja nopeuden. Nopein 14:stäMecysmaucheniidaetutkitut lajit vaativat tallennusnopeuden 40 000 kuvaa sekunnissa. Hitain hämähäkkilaji oli vain 100 kertaa hitaampi, mikä on silti vaikuttava niiden kokoon nähden.

Ansa-leukahämähäkki toiminnassa. Video tallennettiin alun perin nopeudella 3000 kuvaa sekunnissa. Tässä videossa se on hidastettu 20 kuvaan sekunnissa. Tosielämässä tämä video olisi ollut 150 kertaa nopeampi. Videon kautta Hannah Wood, Smithsonian.

Viimeisessä snap-downissa vapautuvaa voimaa ei voida selittää pelkällä lihasvoimalla. Toinen mekanismi on vastuussa vapautuneesta suhteellisen suuresta voimasta. Tämä ilmiö, joka tunnetaan nimellä 'tehovahvistus', on havaittu vain joissakin muurahaislajeissa, jotka ovat kehittäneet nopeimmin liikkuvia eläimillä tunnettuja suunosia. Tämä on ensimmäinen kerta, kun tehovahvistusta on havaittu hämähäkkeissä.

Tämän hämähäkkilajin DNA-analyysi osoittaa, että niiden samanlaiset erikoistuneet suun osat kehittyivät itsenäisesti vähintään neljä kertaa; tämä ilmiö tunnetaan konvergenttina evoluutiona, jossa organismit ovat kehittäneet itsenäisesti samanlaisia ​​piirteitä eläessään samanlaisissa ympäristöissä.

Wood ja hänen tiiminsä aikovat tehdä seurantatutkimuksia ymmärtääkseen paremmin varastoituneen ja sitten vapautuvan voimanlähteen hämähäkkien supernopeita suun liikkeitä varten ja miksi he ovat kehittäneet tämän ominaisuuden.

Wood sanoi samassalausunto:

Monet suurimmista innovaatioistamme saavat inspiraationsa luonnosta. Näiden hämähäkkien tutkiminen voi antaa meille vihjeitä, joiden avulla voimme suunnitella työkaluja tai robotteja, jotka liikkuvat uudella tavalla.

Hannah Wood tutkii hämähäkkejä Filippiineillä toisenlaisen tutkimusmatkan aikana. Kuva Stephanie Stonen kautta.

Bottom line: Tutkijat ovat löytäneet useita hämähäkkilajeja Etelä-Amerikasta ja Uudesta-Seelannista, joiden suun osat liikkuvat salaman nopeudella napsauttaakseen saaliin kuin hiirenloukku. Supernopeisiin suun liikkeisiin tarvittavaa suhteellisen valtavaa voimaa ei voida suorittaa pelkästään lihaksilla, mikä osoittaa, että hämähäkit ovat kehittäneet toisen mekanismin vapauttamaan tuon voiman.