Пятница, 14 февраля, 2025

Удивительная способность пауков сохранять скорость передвижения при потере конечностей

Фото: naked-science.ru

Природа наделила некоторых животных, особенно членистоногих и ряд позвоночных, поразительной способностью к самосохранению. При угрозе жизни они могут добровольно отбрасывать определенные части тела, используя их как отвлекающий маневр для спасения. Этот феномен, известный как автотомия, стал эффективной стратегией выживания в животном мире.

Особенно ярко эта способность проявляется у пауков, которые могут отбрасывать одну или две из своих восьми ног. Примечательно, что утраченные конечности полностью восстанавливаются после линьки, причем молодым особям для регенерации требуется всего пара месяцев.

До восстановления утраченных конечностей паукам необходимо продолжать активную жизнедеятельность — охотиться, избегать опасности и перемещаться. Научное сообщество долгое время дискутировало о том, каким образом членистоногие приспосабливаются к потере конечностей и как это влияет на их двигательную активность.

Группа американских арахнологов во главе с Сюзанной Кейн из Хаверфордского колледжа провела масштабное исследование адаптации походки пауков после автотомии и в процессе линьки. Результаты исследования опубликованы в электронном архиве научных работ bioRxiv.org.

Для эксперимента были выбраны молодые пауки-птицееды Davus pentaloris, выращенные в лабораторных условиях, естественный ареал обитания которых — Центральная Америка, преимущественно Мексика и Гватемала.

Исследователи использовали высокоскоростную съемку для фиксации движений пауков по ровной поверхности. После первичной съемки проводился эксперимент с отбрасыванием двух конечностей, за которым следовала повторная съемка непосредственно после автотомии и спустя 24 часа.

Для проведения эксперимента ученые применили интересный метод: сначала снизили активность пауков путем понижения температуры среды, затем зафиксировали выбранные конечности на картоне. После восстановления активности пауков стимулировали к автотомии легкими прикосновениями кисточки.

Важно отметить особенность терморегуляции пауков: их активность напрямую зависит от температуры окружающей среды. При охлаждении их метаболизм замедляется, что приводит к снижению двигательной активности — состоянию, напоминающему оцепенение. Это естественный механизм энергосбережения при неблагоприятных температурных условиях.

Результаты исследования оказались впечатляющими: скорость передвижения пауков практически не изменилась после потери конечностей. До автотомии они развивали скорость около 0,38 метра в секунду, и после потери двух ног быстро восстановили этот показатель.

Детальный анализ видеоматериалов выявил удивительную способность членистоногих к мгновенной адаптации. Они оперативно перераспределили нагрузку между оставшимися конечностями, изменили координацию движений и освоили новые точки опоры.

После утраты конечностей пауки увеличили расстояние между оставшимися ногами и скорректировали положение тела, повернув его на 11-15 градусов относительно направления движения. Эти изменения обеспечили оптимальное распределение веса и сохранение равновесия.

Самым значительным открытием стала способность пауков к мгновенной адаптации походки. Вопреки предыдущим теориям о переходе на определенный тип движения, исследование показало, что пауки умело комбинируют различные варианты походки, плавно переключаясь между ними в режиме реального времени.

По словам Кейн, удивительно то, что паукам не требуется период обучения новому способу передвижения — их нервная система мгновенно находит оптимальное решение.

Это исследование демонстрирует удивительную пластичность нервной системы пауков. Полученные знания могут найти применение в робототехнике при создании адаптивных механизмов, способных быстро перестраивать алгоритмы движения при повреждениях. Такие разработки особенно актуальны для роботов, работающих в экстремальных условиях, от зон природных катастроф до исследования других планет.

Источник: naked-science.ru

Последние новости

Воздушный крестный ход на...

Самолёт с рязанскими...

Похожие новости