أنماط شبكة العنكبوت قد تساعد العناكب على استشعار الاهتزازات من الفريسة

أنماط الويب المخيفة قد تساعد العناكب على استشعار الفريسة

بقلم أندريا تامايو حرره سارة لوين فريزر

في كل عام، يزين عشاق الهالوين منازلهم بأنسجة العنكبوت الاصطناعية. لكن البشر ليسوا المخلوقات الوحيدة التي تزين مساكنهم.

تزين العناكب شبكاتها بـ “ستابيليمنتا” – وهي أنماط منسوجة مختلفة مصنوعة عادة من نوع مختلف من الحرير عن بقية الشبكة. وفي دراسة جديدة نشرت الأربعاء، أفاد باحثون أنهم وجدوا أن “زخارف الويب” هذه قد تساعد العناكب على اكتشاف اهتزازات معينة يمكن أن تساعدهم في العثور على فرائسهم.

لقد ناقش علماء العناكب وظيفة هذه الحلي لعقود من الزمن. أطلق الباحثون الأوائل في هذا المجال على مثل هذه الزخرفة اسم “stabilimentum” (وتعني باللاتينية “الدعم”) لأنهم يعتقدون أن الهياكل ساعدت في تثبيت الشبكات. لكن ثبت خطأ هذه الفرضية، كما يقول غابرييل جريكو، المهندس الحيوي في جامعة بافيا في إيطاليا والمؤلف المشارك للدراسة الحديثة، التي نشرت في مجلة بلوس واحد.

حول دعم الصحافة العلمية

إذا كنت تستمتع بهذا المقال، ففكر في دعم صحافتنا الحائزة على جوائز من خلال الاشتراك. من خلال شراء اشتراك، فإنك تساعد على ضمان مستقبل القصص المؤثرة حول الاكتشافات والأفكار التي تشكل عالمنا اليوم.

اقترح العلماء أيضًا أن الثبات يحمي العناكب من الأشعة فوق البنفسجية القاسية، وينقل الماء إلى العناكب لتشربه، أو يمكنه جذب الفريسة أو صدها بصريًا. هناك وظيفة واحدة فقط يتفق عليها الباحثون على نطاق واسع: وهي أن الثبات يساعد العناكب في بعض الأنواع على الاختباء من الحيوانات المفترسة. لكن “هناك العديد من الأنواع المختلفة من هندسة (الويب)،” كما يقول جريكو، “وهذا يجعل إمكانيات الوظائف الجديدة متاحة للعناكب”.

إن هبوط المخلوق أو تحركه على شبكة العنكبوت يولد القوة. يمكن أن تصبح هذه القوة اهتزازًا ينتقل عبر الحرير الذي يمكن للعنكبوت إدراكه. أثناء قراءة الأبحاث القديمة، لم يتمكن غريكو من العثور على أي بحث حول كيفية تشكيل الاستقرار لتلك الاهتزازات.

اختار هو وزملاؤه الدراسة أرجيوب بروينيتشي– وهو عنكبوت كبير ذو خطوط صفراء وسوداء وبيضاء ويغزل شبكات كلاسيكية بأنماط حلزونية – لأنه من السهل العثور على هذا النوع وهو أحد العناكب الوحيدة التي تنتج الاستقرار في إيطاليا، على حد قول جريكو. التقط هو وزملاؤه صورًا لستة أنواع مختلفة من الاستقرار في غابات سردينيا على مدار عامين.

كان هناك الاستقرار الكلاسيكي أو “العادي” – وهو خيط كثيف وسميك ومتعرج. وبالمثل، فإن الاستقرار “اليافع” الذي أنتجته العناكب اليافعة كان متعرجًا، لكنه لم يكن سميكًا. أطلق الباحثون على ديكور الويب الذي تم نسجه على جانب واحد فقط من مركز الويب اسم “المصغر”. ظهرت الثباتات “المُصاغة” على شكل خطوط متعرجة غير مكتملة أو رفيعة. وبعض الشبكات لم يكن لديها استقرار على الإطلاق. وأخيرًا، صنف الفريق “المنصة” المستقرة: شبكة سميكة وكثيفة من الحرير، منسوجة بنمط متماثل في منتصف الشبكة.

وبمجرد تصوير هذه الهياكل، أنشأ الباحثون محاكاة حاسوبية لنمذجة كيفية انتشار الاهتزازات عبر الشبكات المختلفة. لقد اختبروا تأثير اتجاهات التأثير المختلفة على كل شبكة.

في عمليات المحاكاة، وجد الفريق أولاً أن الثبات لم يكن له أي تأثير على الموجات الناتجة عن قوة هبوط الجسم بشكل عمودي على الشبكة أو اصطدامه من الجانب باتجاه المركز. يقول جريكو: “حتى هنا، كنت سعيدًا لأن هذا هو بالضبط ما كنت أتوقعه”.

لكن في بعض الأحيان تتعثر الفريسة في شبكة الإنترنت وتضرب من جانب إلى آخر، وتنبعث منها اهتزازات موازية للدوامة. تفاجأ غريكو عندما وجد أن الاستقرار في شكل المنصة يمكن أن يلعب دورًا كبيرًا في نقل هذا الاهتزاز. في عمليات المحاكاة، مكّن استقرار النظام الأساسي بعض الاهتزازات من الوصول إلى الجانب البعيد للشبكة من خلال تحسين الاتصال بين الخيوط – وهي عملية من شأنها، في طبيعتها، أن تساعد العنكبوت المنتظر على اكتشاف الفريسة. (حدث تأثير مماثل ولكن أكثر اعتدالًا مع أشكال الثبات الأخرى.)

يقول تود بلاكليدج، عالم الأحياء بجامعة أكرون، الذي لم يشارك في الدراسة: “يضيف هذا قطعة أخرى إلى اللغز. أعتقد أن الرسالة المهمة حقًا التي يمكن أخذها من هذه الورقة البحثية هي أنهم لم يجدوا تأثيرًا كبيرًا ومثيرًا” للاستقرار بشكل عام. ويؤكد أنه نظرًا لأن الدراسة كانت مبنية على النمذجة، فلا يزال يتعين علينا أن نسأل: «هل ينطبق هذا حقًا على العناكب الحقيقية في العالم الحقيقي؟»

يرى جريكو أن هذه الدراسة هي نقطة انطلاق لتصنيف تأثيرات الاستقرار على الاهتزازات، ويأمل بعد ذلك في دراسة مثل هذه التأثيرات المخيفة في البرية.

حان الوقت للدفاع عن العلم

إذا استمتعت بهذا المقال، أود أن أطلب دعمكم. العلمية الأمريكية لقد عمل كمدافع عن العلوم والصناعة لمدة 180 عامًا، وربما تكون اللحظة الحالية هي اللحظة الأكثر أهمية في تاريخ القرنين.

لقد كنت العلمية الأمريكية مشترك منذ أن كان عمري 12 عامًا، وقد ساعد ذلك في تشكيل الطريقة التي أنظر بها إلى العالم. SciAm يثقفني ويسعدني دائمًا، ويلهمني شعورًا بالرهبة تجاه عالمنا الواسع والجميل. وآمل أن يفعل ذلك بالنسبة لك أيضا.

إذا كنت الاشتراك في العلمية الأمريكيةأنت تساعد في ضمان أن تغطيتنا تركز على البحث والاكتشاف الهادف؛ وأن لدينا الموارد اللازمة للإبلاغ عن القرارات التي تهدد المختبرات في جميع أنحاء الولايات المتحدة؛ وأننا ندعم العلماء الناشئين والعاملين على حد سواء في وقت لا يتم فيه الاعتراف بقيمة العلم نفسه في كثير من الأحيان.

وفي المقابل، تحصل على الأخبار الأساسية، ملفات بودكاست آسرة، ورسوم بيانية رائعة، لا يمكنك تفويت النشرات الإخبارية ومقاطع الفيديو التي يجب مشاهدتها، ألعاب التحدي، وأفضل الكتابة والتقارير في عالم العلوم. يمكنك حتى إهداء شخص ما اشتراكًا.

لم يكن هناك وقت أكثر أهمية بالنسبة لنا للوقوف وإظهار أهمية العلم. آمل أن تدعمونا في تلك المهمة.