Ученые обнаружили, что у паучков-прыгунов зрение почти такое же хорошее, как у взрослых, несмотря на то, что пауки-пауки размером примерно в сотую часть. Новое исследование сообщает о том, как этот подвиг биологической инженерии достигается.
Маленькие крошечные паучки упаковывают в четыре пары глаз такое же количество фоторецепторов, захватывающих свет, что и взрослые. Разница заключается не в количестве, а в размере: у маленьких пауков рецепторы меньше, и они упакованы более тесно.
Это помогает объяснить, почему очень молодые прыгающие пауки ( Phidippus audax ) могут выслеживать и ловить добычу так же эффективно, как и более старые представители вида, и могут научить нас больше об эволюции зрения у животных и насекомых.
«Пауки могут использовать стратегии охоты на добычу», — говорит ученый-биолог Натан Морхаус из Университета Цинциннати. «Они могут решать проблемы. Они умны в навигации по окружающей среде».
«Это говорит о том, что их глаза предоставляют столько качественной информации, когда они маленькие, чем когда они большие. И это было загадкой».
Команда исследователей решила эту головоломку, тщательно создав индивидуальный микроофтальмоскоп — мало чем отличающийся от инструмента, используемого глазными врачами, — чтобы заглянуть в глазки прыгающих пауков. Потребовались годы, чтобы уточнить, но это дало им беспрецедентный взгляд на то, как восемь глаз паука развивались с рождения.
Было обнаружено, что у пауков в глазах те же 8000 фоторецепторов, что и у взрослых, но меньшего размера. Многие из ячеек также имеют форму цилиндров, чтобы втиснуться в большее количество рядом друг с другом и сохранять способность различать объекты на расстоянии.
«Для людей требуется от трех до пяти лет, прежде чем дети смогут достичь остроты зрения взрослых», — говорит биолог Джон Томас Готе из Университета Питтсбурга. «Прыгающие пауки достигают этого, как только выходят из гнезда».
«Что меня больше всего заинтриговало, так это узнать, насколько хорошо видны прыгающие пауки, несмотря на их невероятно малый размер. Например, кошки и прыгающие пауки могут видеть мир удивительно похожими деталями».
Основываясь на микроскопическом анализе или гистологии глаз паука, команда обнаружила, что паукообразные начинают жизнь с глаз, которые намного больше по сравнению с остальными телами — иными словами, у глаз не так много роста. ,
Это известная модель роста, называемая негативной онтогенетической аллометрией , которую также можно увидеть у ног щенков: собаки врастают в ноги точно так же, как пауки P. audax врастают в их глаза.
Эти меньшие фоторецепторы могут быть скомпрометированы в некотором смысле: например, прыгающие пауки не могут видеть так же хорошо в темноте, потому что их маленькие, все еще растущие глаза не могут захватить так много света. По словам Морхауса, они «немного тупые» в своих движениях.
Вместе с другими коллегами Морхаус сейчас работает над проектированием связанных пауков-пауков, спонсируемых Национальным научным фондом, изучая места обитания насекомых и эволюцию цветового зрения.
Вы можете следить за проектом в Твиттере и Инстаграме , а ЮАР, Австралия и Колумбия — в следующем маршруте после поездки этим летом в Сингапур.
«Это был огромный успех», — говорит Морхаус. «Мы столкнулись по крайней мере с тремя совершенно новыми для науки видами. И мы нашли описанные виды, для которых в Сингапуре ранее не было записей».
Результаты были опубликованы в .