小型跑步机上的跳蛛揭示了先进的古老能力

2023-03-09 17:04来源:

跳蛛能分辨出你是死是活,这真是个好消息。哈佛大学的科学家们发现,这些最小、最漂亮的蛛形纲动物拥有一种被认为是脊椎动物(即高等动物)领地的能力:能注意到“生物运动”——也就是生物相对于无生命物体的运动。因此,它们可以判断你是否还活着,而不必浪费时间去寻找被风吹起的树叶或诸如此类的东西。

Massimo De Agrò, Daniela C. Rösler, Kris Kim和Paul Shamble是如何发现这种出乎意料的高级“蜘蛛感”的呢?他们在周四的《公共科学图书馆·生物学》杂志上解释说,他们把蜘蛛放在一个特殊的蜘蛛跑步机上,并使用一个动画点光显示器。

跳蛛对生物运动的感知

蜘蛛属于蛛形纲,属于蛛形纲,属于节肢动物群,而不是脊椎动物。它们似乎起源于大约4亿年前——注意,人类在不到100万年前从类人猿中分离出来。

从这个角度来看,人们可以把蜘蛛看作一种活化石,尽管就像鲨鱼、腔棘鱼和细菌一样,显然它们在这段时间里进化了很多。它们只是长得很像以前,但要注意的是,已知最早的原始蜘蛛Attercopus fimbriungus有一条长长的毛茸茸的尾巴,没有用来织网的吐丝器。然而,它可以用一种叫做“龙头”的改良毛来编织丝绸床单。

化石蜘蛛Nephila jurassica

与它们的一些原始祖先不同,跳蛛很小,从1到25毫米(0.04-0.98英寸)不等。蜘蛛科包括6000多种蜘蛛,它们的颜色非常鲜艳,像一只碰巧有8只眼睛和8条腿的小狗一样可爱。

很明显,他们是蜘蛛圈里最显眼的。现在哈佛团队已经证明,他们也可以像你的小狗和你一样,通过身体运动的方式来识别生物而不是无生命的物体。

最大的跳蜘蛛,仍然很可爱

探测运动的能力如此普遍,这一事实说明这种能力是极其古老的;而且它还能提高生存率。这也引出了一个问题,即这种复杂的视觉处理是何时何地首次出现的。

研究人员在论文中写道:“(这)开辟了一种可能性,即这种机制可能在动物界广泛存在,而不一定与社会性有关。”

他们的发现并非偶然。研究小组观察到,拥有八只眼睛表明视觉在蜘蛛的广泛行为中起着核心作用。问题是哪些行为。研究小组选择测试跳蛛识别生物运动线索的能力,因为它们比大多数其他蜘蛛有更好的视觉能力:它们通过偷偷靠近猎物和跳跃来捕猎。

因此,研究人员将测试蜘蛛(属于半盲蛛属)置于“被迫选择”实验中。蜘蛛被拴在一个固定的位置,悬挂在一个由气流推动的球形跑步机上,这样它们的小腿就可以与轮子接触。这样,该机构就可以将它们的预期运动方向传递给车轮。

孔雀跳蛛开始了它的求偶舞蹈


可爱的跳蜘蛛

然后给蜘蛛看两个动画“电影”,每个电影都由十几个小灯(“点”)组成,这些灯被连接在模拟蜘蛛的关键关节上,这样蜘蛛就可以探测到它的运动。他们看不到另一只模拟蜘蛛,但这些光点勾勒出了一个身体轮廓和一个活体的印象。

有些展品看起来就像蜘蛛在行走;有些展示比其他的“不那么真实”,还有一个是随机展示,并没有传达出生物运动的印象。

长话短说,被悬挂着的蜘蛛的反应是转向它们认为没有生命或神秘的展品。随机选择的那个最引人注目。他们没有转向他们认为是蜘蛛在移动的展品。

为什么这表明这些生物可以辨别生物运动呢?

因为他们已经知道了它们是什么:蜘蛛(不管他们错了),科学家们推断。他们认为蜘蛛会更多地转向模拟另一只蜘蛛和潜在危险的展示,但事实并非如此。研究人员表示,他们转向了他们无法理解的奇怪显示,他们想要理解它。

结果出来了。跳蛛是已知的唯一拥有这种能力的非脊椎动物,但其他动物可能也有这种能力,研究小组表示,他们可能会将研究范围扩大到昆虫和软体动物。如果跳蛛疯狂的可爱俘获了你的心,你应该:1)高兴地知道研究人员否认“在实验中没有蜘蛛受到伤害,所有蜘蛛都在被捕获的地方被释放了”,2)感激你不是一只雄性跳蛛。

为什么你应该庆幸自己不是一只雄性跳蛛




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