Члены малоизвестного семейства пауков размером с кончик карандаша, но они грозные хищники и невероятно быстрые. Новое исследование задокументировало, как эти пауки ловят добычу на скоростях, подобных которым никогда не видели у паукообразных.
Удивительно, но рекордная стратегия баллистических атак миниатюрных охотников независимо развивалась как минимум четыре раза, согласно исследованию, опубликованному сегодня в Current Biology .
«На сегодняшний день это самые быстроизвестные паукообразные, - говорит ведущий автор исследования Ханна Вуд, куратор пауков в Смитсоновском национальном музее естественной истории. И они - единственные, кто, как известно, ловит добычу так же, как муравьи-ловушки. Таким образом, Вуд называет этих пауков из семейства Mecysmaucheniidae «пауками-челюстями».
Пауки Mecysmaucheniidae - особенно скрытные существа, крошечные, которых трудно обнаружить на дне леса в их родной Новой Зеландии и южной части Южной Америки. Эксперты описали 25 видов в семействе, но еще 11 ожидают описания - и еще больше, вероятно, ждут своего открытия.
Вуд впервые обратила внимание на челюсти-ловушки более 10 лет назад, когда она жила в Чили, и заметила нечто необычное: по сравнению с большинством других пауков челюсти этих пауков, называемые хелицерами, были более удлиненными и маневренными, в то время как их лобная область, называется панцирь, почти как шея. Интересно, почему они выглядят так, как они, Вуд начала собирать их, храня свои находки в поле в Чили, а затем в своей квартире в Соединенных Штатах. В течение многих лет она наблюдала за своими крошечными соседями по комнате и записывала их поведение.
Пауки часто ходили с открытыми челюстями во время охоты, закрывая их, как мышеловку, когда они сталкивались с добычей. Но тот неуловимый момент нападения произошел так быстро, что Вуду не удалось запечатлеть это на пленке.
И все же она не сдалась. В конце концов она смогла записать 14 видов пауков с помощью высокоскоростной камеры. Она была шокирована, когда обнаружила, что для захвата челюсти некоторых видов требовалось снимать со скоростью 40000 кадров в секунду (обычная видеокамера снимает со скоростью около 24 кадров в секунду).
Этот паук Semysmauchenius может нанести удар своими хелицерами всего за 0, 56 миллисекунды. Паук был записан со скоростью 3000 кадров в секунду, но видео воспроизводится со скоростью 20 кадров в секунду, поэтому в реальной жизни его движения будут в 150 раз быстрее, чем здесь.Вуд использовал генетическое секвенирование для выяснения эволюционных связей между 26 видами пауков. Наконец, она использовала ускоритель частиц - по сути, очень сильный рентгеновский луч - для создания трехмерных компьютерных моделей многих пауков, что позволило ей анализировать и измерять пауков, которые в противном случае были бы слишком малы для обработки.
В конце концов, Вуд собрал достаточно образцов, чтобы исследовать все основные группы в семействе Mecysmaucheniidae. Она обнаружила, что признак быстрой привязанности встречается примерно у одной трети видов, но, как показал ее филогенный анализ, он развился в четырех отдельных случаях.
Из 14 видов, которые она смогла получить на высокоскоростном видео, самые быстрые могли зажать челюсти за 0, 12 миллисекунды, что более чем в 100 раз быстрее, чем самые медленные. Она также обнаружила, что чем меньше этот вид, тем быстрее его способность к захвату челюсти.
Фактический механизм молниеносной скорости пауков остается вопросом для будущих исследований. Хотя на данный момент Вуд и ее коллеги знают, что она превышает известную выходную мощность мышц, подразумевая, что какая-то другая структура должна отвечать за высвобождение всей этой накопленной энергии.
Просто найти достаточно пауков Mecysmaucheniidae, чтобы провести исследование, было довольно большим достижением - гораздо меньше усилий, затрачиваемых на техническую работу, необходимую для анализа их анатомии и поведения на высокой скорости, - говорит Джеффри Шульц, арахнолог из Университета Мэриленда в Колледж-Парке, который не принимал участия в работе.
«Плодом всех этих усилий было показать, что особый механизм, который можно было бы рассматривать как продукт уникального эволюционного события, на самом деле появлялся четыре раза в этой группе пауков», - говорит он. «Будет интересно выяснить, одинаков ли механизм усиления мощности в каждой эволюционной итерации и, если да, то почему эта конкретная группа пауков, кажется, уникально предрасположена к нему».
На этот вопрос Вуд надеется ответить в будущих исследованиях, хотя у нее уже есть предчувствие. Пауки меньшего размера, похоже, предпочитают диету из весенних хвостов - очень быстрых насекомых, которые быстро прыгают, спасаясь от хищников. Вполне возможно, что самые быстрые пауки-ловушки развили свою молниеносную атаку, чтобы они могли целиться в эту более быструю добычу.
