فيزياء

في ورقة بحثية جديدة، يستعمل العنكبوت شبكته كأذن عملاقة مصممة هندسيا

تقوم عناكب الجسر “بالاستعانة بمصادر خارجية” للسماع وذلك عن طريق بناء شبكات تتضاعف كمصفوفات صوتية ، مما يسمح لها بإدراك الأصوات من مسافات بعيدة .

للبحث عن حياة فضائية ، يقوم العلماء البشريون ببناء مصفوفات أكبر وأكثر حساسية على أمل التقاط إرسال لاسلكي من عالم بعيد. اتضح أن Larinioides sclopetarius ، المعروف أيضًا باسم عنكبوت الجسر أو العنكبوت الرمادي المتقاطع ، يستخدم خدعة مماثلة. بدلاً من البحث عن ET (كائنات فضائية ) ، يمكن للعنكبوت أن يتناغم مع محيطه ويسمع عبر مسافات كبيرة من خلال التعامل مع شبكته المستديرة ذات الشكل المداري كأنها مجموعة صوتية عملاقة نسبيًا ،  وذلك وفقًا لبحث جديد .

يستخدم عنكبوت الجسر شبكته كـ “أذن خارجية” هندسية بحجم يصل إلى 10000 ضعف حجم جسمه ، وذلك وفقًا لدراسة ما قبل الطباعة نُشرت في bioRxiv في 18 أكتوبر. ظل العلماء لسنوات يتحدثون عن كيفية تنقل العناكب والمفصليات الأخرى وتفاعلها مع العالم من حولها.

كتبت جيسيكا بيتكو ، عالمة الأحياء في جامعة ولاية بنسلفانيا في يورك ، والتي لم تعمل في الدراسة الجديدة ، في رسالة إلكترونية إلى موقع The Scientist: “من منظور التطور ، العناكب هي مجرد حيوانات غريبة”. “بينما كان معروفًا منذ فترة طويلة أن العناكب تستشعر اهتزاز الصوت مع وجود شعيرات حسية على أرجلها ، فإن هذه الورقة هي أول ورقة توضح أن العناكب التي تنسج  يمكنها تضخيم هذا الصوت من خلال بناء هياكل نسيج متخصصة.”

إن عناكب الجسر- وغيرها من العناكب الناسجة – قادرة تمامًا على السمع من مسافات أقرب بدون شبكاتها بفضل الشعيرات الدقيقة والأعضاء الموجودة على أرجلها التي تستشعر الاهتزازات مع تدفق الهواء في محيطها القريب . لكن غالبية علماء بيولوجيا العنكبوت افترضوا أنها لا يمكنها سماع الأصوات إلا في محيطها المباشر ، كما قال كبير مؤلفي الدراسة وعالم الأحياء العصبية بجامعة كورنيل رونالد هوي لصحيفة The Scientist.

أظهر مؤلف الدراسة الرئيسي والمهندس الميكانيكي بجامعة بينغهامتون رونالد مايلز أن حرير العنكبوت حساس لتدفق الهواء عبر مجموعة واسعة من الترددات في دراسة نشرت عام 2017 في PNAS. مسلحين بمعرفة أن خيوط الحرير والشعر على أرجل العنكبوت يمكن أن تهتز بنفس ترددات الضوضاء ، سعى مايلز وزملاؤه إلى تحديد ما إذا كانت الاهتزازات في إحداها يمكن أن تنتقل إلى الأخرى.

أولاً ، كان على الباحثين التأكد من أن العناكب تسمع بالفعل من خلال شبكاتها وليس مباشرة من خلال تلك الشعيرات الحسية . للقيام بذلك ، أحضر العلماء العناكب إلى المختبر وانتظروا بينما كانت العناكب تنسج شبكات جديدة على إطارات خشبية . بمجرد اكتمال العمل اليدوي للعناكب ، أزعج العلماءُ شبكةَ النسيج  باستخدام منبهات صوتية مصممة وموجهة بعناية تصطدم بالشبكة  ولكن ليس بالعنكبوت الذي يجلس في المركز .

قال مايلز لموقع The Scientist: “هذا هو أحد أصعب الأجزاء: إظهار أنه ليس لديهم أذن مخفية صغيرة عليهم والتي تلتقطها”. للقيام بذلك ، أنشأنا مصدرًا صوتيًا في الهواء ينشر الصوت على مسافة قصيرة جدًا.

أوضح مؤلفو الدراسة أنه بمجرد سماعهم للإشارة ، استجابت العناكب بالانحناء أو التسطيح أو إعطاء استجابة مذهلة. نظرًا لأن شبكة النسيج أكبر بكثير من العنكبوت ، تقترح الورقة أن هذه الآلية تسمح للعنكبوت بسماع الأصوات التي قد تفوتها  الطيور مثلاً أو الصراصير من مسافة تزيد عن عشرة أمتار.

إن اكتشاف أن عنكبوت الجسر يستخدم شبكته كمستشعر سمعي خارجي أمر مذهل ، كما تقول عالمة علم العنكبوت ، ليزا تشامبرلاند بجامعة كاليفورنيا ، والتي لم تعمل في الدراسة ، لموقع The Scientist ، لأنه خروج جذري عما كان العلماء سابقًا يفترضون حول سمع العنكبوت .

تقول تشامبرلاند: “أعتقد أن هذا يفتح الأبواب أمام بعض الأبحاث المثيرة” ، مضيفة أنها تأمل أن يبدأ العلماء في “النظر في تطور أنظمة الصوت عبر العناكب”.

يبقى الكثير من الأسئلة ليس فقط حول سبب بدء العناكب في استخدام شبكاتها كمصفوفات صوتية عملاقة نسبيًا ، ولكن ما الغرض الذي تخدمه.

قال جورج أوتز ، أستاذ العلوم البيولوجية بجامعة سينسيناتي ، الذي يدرس الإحساس بالعنكبوت ولكنه لم يعمل على الورقة الجديدة ، لموقع The Scientist في رسالة بريد إلكتروني: “على الرغم من أنني متأكد من أن المؤلفين قد استمتعوا بإجراء هذا البحث ، إلا أنه ليس بالنتيجة التافهة والبسيطة “. . “أعتقد أنه سيكون له تأثير كبير على علم العناكب وما بعدها. على سبيل المثال ، غالبًا ما توقَّعَ الناس أن العناكب قد تستخدم الاهتزازات المحمولة جواً من نشاط الفريسة لتحديد موقع الشبكة  الأمثل ، وهذا سؤال بيئي يستحق الاستكشاف “. ويضيف أن هناك سؤالًا آخر ، وهو كيف يمكن للاختلافات في الشبكات بين الأنواع “أن تؤثر على كل من عملية الاستشعار والوظيفة في التقاط الفريسة والتواصل ، وهو سؤال تطوري مهم”. أخيرًا ، هناك المزيد لنعرفه حول كيفية “ضبط” العناكب لشبكاتها على محفزات معينة.

يتكهن الباحثون أن العناكب قد تزيد من نطاق سمعها للمساعدة في تفادي الحيوانات المفترسة أو تعقب الفريسة ، لكن العناكب في هذه التجربة استجابت في المقام الأول لمنبهات الضوضاء بقلق واضح وارتباك  . في المستقبل ، يقول مؤلفو الدراسة إنهم يأملون أن ينتقل الآخرون في هذا المجال من حيث توقفوا من خلال دراسة ما إذا كانت الضوضاء الصادرة عن طائر جائع أو حشرة لذيذة ، على سبيل المثال ، تثير سلوكيات مختلفة . هناك سؤال مفتوح آخر وهو ما إذا كانت الأنواع الأخرى من العناكب ، أو الحائك المداري ، وغيرها ، تستخدم نفس خدعة الأذن العملاقة . على سبيل المثال ، يتساءل Uetz عما إذا كانت عناكب الذئب التي يدرسها ، والتي لا تدور حول شبكات ، يمكنها استخدام أشياء أخرى مثل أوراق الشجر كأذن خارجية لمساعدتها على اكتشاف الطيور المفترسة.

كتبت بيتكو: “سيكون من المثير للاهتمام معرفة ما إذا كانت العناكب الأخرى التي تبني شبكات (مثل تلك التي تصنع أنسجة العنكبوت الفوضوية) تستخدم الشبكات لغرض مماثل أو إذا كانت هذه الأعجوبة التطورية مقصورة على نساجي المدارات”.

ومع ذلك ، يقترح Hoy and Miles أن سلوك الأذن الخارجية قد لا يكون حصرياً على الإطلاق – فهم يتوقعون أنهم لمسوا سطحَ عالمٍ كامل عن  العنكبوت وعن الإحساس  لدى الحشرات و الذي يمكن أن يغير فهمنا للصوتيات الحيوية على المستوى الفلسفي .

يقول هوي: “يفترض معظم علماء الأحياء أن الحشرات لا تستطيع استشعار الأصوات إلا عندما تكون قريبة جدًا”. وتوضح الدراسة ، كما يقول ، “لقد حان الوقت للنظر مرة أخرى في الحيوانات التي لديها شعر . الشعر البسيط هو نظام صوتي شرعي  ومقبول تمامًا  لأنه يستشعر التدفق “.

إعداد: مي بورسلي

مراجعة: ياسين خضراوي

المصدر

ياسين خضراوي

مؤسس مبادرة الباحثون التونسيون منذ 2020، مترجم في عديد المواقع والمنظمات العالمية أمثال: TEDx، UNESCO، ومحرر ومدير في ويكيبيديا العربية

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى