Согласно новому исследованию, паутины необходимы для захвата пищи, но они также могут использоваться в качестве гигантских слуховых аппаратов для паукообразных, которые их плетут.
У пауков нет ушей, но они могут «слышать» вибрации ногами. Новое исследование предполагает, что когда добыча или хищник находятся в движении, усиление этих вибраций через паутину может иметь неоценимое значение, поскольку паутина иногда в 10 000 раз превышает размер реальных существ.
Исследователи использовали коллекцию пауков-кругопрядов, известных тем, что плетут большие сети, для своих экспериментов, заставив их создавать сети внутри прямоугольных рамок в лаборатории, которые затем можно было подвергнуть серии тестов.
«Мы обнаружили, что тонкая паутина сфер в форме колеса действует как сверхострая акустическая антенна, улавливающая вызванные звуком движения частиц воздуха», — пишут исследователи в своей опубликованной статье.
Лазерный виброметр использовался для измерения реакции шелка паутины на музыку в безэховой камере , комнате, предназначенной для минимизации отражений звуковых волн. Измерения показали, что паутина двигалась почти в идеальном унисоне со звуком, потенциально захватывая звук при его попадании.
Звуки разной частоты и с разных направлений были проверены с помощью паутины, которая затем получила соответствующие ответы от пауков — они обычно поворачивались, приседали или распрямлялись в ответ. В случае с направленным звуком пауки ориентировались в том месте, откуда исходил звук.
Дальнейшие эксперименты с миниатюрными динамиками, расположенными близко к краю паутины, показали, что звуки распространяются по паутине дальше, чем по воздуху, и некоторые пауки реагировали на вибрации, даже когда звук не достигал пауков по воздуху.
Что менее ясно, так это то, действительно ли пауки используют эту информацию.
Мы знаем, что пауки способны охотиться стаями , например, благодаря вибрации паутины, передаваемой через органы чувств на когтях предплюсны на кончиках паучьих лапок. В этом случае они, очевидно, реагируют на что-то, когда ударяют звуковые волны, но потребуются дальнейшие исследования, чтобы выяснить, как пауки обрабатывают эту информацию.
«В теле паука может быть даже скрытое ухо, о котором мы не знаем», — говорит инженер-механик Джунпэн Лай из Бингемтонского университета в Нью-Йорке.
Новое исследование основано на предыдущих исследованиях того, как паутина реагирует на звук и музыку, но то, как шелковые нити реагируют на звуковые волны, отличается от того, как ведут себя барабанные перепонки.
У людей и большинства других видов позвоночных есть барабанные перепонки, которые преобразуют давление звуковых волн в электрические сигналы, которые затем расшифровываются в нашем мозгу. Насекомые и членистоногие (включая пауков) не имеют этих барабанных перепонок, поэтому паутина может стать их заменой.
Своими движениями в ответ на звуки пауки могут даже настраивать нити паутины, чтобы улавливать разные звуковые частоты. У исследователей есть много потенциальных возможностей для изучения, основанных на этом последнем исследовании, включая возможные улучшения аудиооборудования, которые могут выиграть от некоторого естественного вдохновения.