Członkowie mało znanej rodziny pająków są wielkości zwykłej ołówkowej końcówki, ale są groźnymi drapieżnikami - i niesamowicie szybkimi. Nowe badanie udokumentowało, że pająki chwytają zdobycz z prędkością, jakiej nigdy wcześniej nie widziano u pajęczaków.
Zaskakujące jest to, że rekordowa strategia balistycznego ataku małych myśliwych niezależnie ewoluowała co najmniej cztery razy, według badań opublikowanych dzisiaj w Current Biology .
„Są to jak dotąd najbardziej znane pajęczaki” - mówi prowadząca badanie Hannah Wood, kurator pająków w Narodowym Muzeum Historii Naturalnej Smithsonian. I są jedynymi znanymi, które łapią zdobycz w sposób podobny do mrówek o szczękach. Jako taki, Wood nazywa te pająki z rodziny Mecysmaucheniidae „pająkami z pułapką”.
Pająki Mecysmaucheniidae to szczególnie tajemnicze stworzenia, małe i trudne do zauważenia na dnie lasu w ich rodzimej Nowej Zelandii i południowej Ameryce Południowej. Eksperci opisali 25 gatunków w rodzinie, ale kolejnych 11 czeka na opisy - a jeszcze więcej czeka na odkrycie.
Wood po raz pierwszy odnotował szczęki-pułapki ponad 10 lat temu, kiedy mieszkała w Chile i zauważyła coś niezwykłego: w porównaniu z większością innych pająków szczęki pająków, zwane chelicerae, były bardziej wydłużone i zwrotne, a ich obszar czołowy, zwany pancerzem, wyglądał prawie jak szyja. Zaciekawiony tym, dlaczego wyglądają tak, jak wyglądają, Wood zaczął je zbierać, trzymając przy sobie znaleziska na polu w Chile, a później w swoim mieszkaniu w Stanach Zjednoczonych. Przez lata obserwowała swoich małych współlokatorów i rejestrowała ich zachowania.
Pająki często spacerowały z otwartymi szczękami podczas polowania, zamykając je jak pułapka na myszy, gdy napotkały zdobycz. Ale ten nieuchwytny moment ataku nastąpił tak szybko, że Wood nie był w stanie nakręcić go w filmie.
Mimo to nie poddała się. W końcu udało jej się zarejestrować 14 gatunków pająków za pomocą kamery o wysokiej prędkości. Była zszokowana, gdy zauważyła, że uchwycenie zatrzaśniętej szczęki niektórych gatunków wymagało filmowania z prędkością 40 000 klatek na sekundę (zwykła kamera wideo filmuje z prędkością około 24 klatek na sekundę).
Ten pająk Semysmauchenius może zaatakować chelicerae w zaledwie 0, 56 milisekundy. Pająk został nagrany z prędkością 3000 klatek na sekundę (fps), ale wideo jest odtwarzane z prędkością 20 fps, więc w rzeczywistości jego ruchy byłyby 150 razy szybsze niż tutaj.Drewno wykorzystało sekwencjonowanie genetyczne, aby wyjaśnić relacje ewolucyjne między 26 gatunkami pająków. W końcu wykorzystała akcelerator cząstek - zasadniczo bardzo silną wiązkę promieni rentgenowskich - do stworzenia trójwymiarowych modeli komputerowych wielu pająków, co pozwoliło jej cyfrowo rozdzielić i zmierzyć pająki, które byłyby zbyt małe, aby sobie z nimi poradzić.
W końcu Wood zebrał wystarczającą liczbę okazów, aby zbadać wszystkie główne grupy w rodzinie Mecysmaucheniidae. Odkryła, że cecha szybkiego przyciągania występuje u około jednej trzeciej gatunku, ale, jak wykazała jej analiza filogeniczna, ewoluowała w czterech odrębnych przypadkach.
Z 14 gatunków, które udało jej się nagrać na wideo o wysokiej prędkości, najszybszy mógł zatrzasnąć szczęki w 0, 12 milisekundy, co było ponad 100 razy szybsze niż najwolniejsze. Odkryła również, że im mniejszy gatunek, tym szybciej ma zdolność chwytania szczęki.
Rzeczywisty mechanizm prędkości błyskawic pająków pozostaje pytaniem dla przyszłych badań. Chociaż na razie Wood i jej koledzy wiedzą, że przekracza on znaną moc wyjściową mięśni, co oznacza, że jakaś inna struktura musi być odpowiedzialna za uwolnienie całej tej zmagazynowanej energii.
Samo znalezienie wystarczającej liczby pająków Mecysmaucheniidae do podjęcia badania było dość dużym osiągnięciem - a tym bardziej oderwaniem się od prac technicznych potrzebnych do analizy ich anatomii i szybkich zachowań, mówi Jeffrey Shultz, arachnolog z University of Maryland w College Park, który nie był zaangażowany w pracy.
„Owocem całego tego wysiłku było pokazanie, że osobliwy mechanizm - który można by uznać za produkt wyjątkowego wydarzenia ewolucyjnego - faktycznie pojawił się cztery razy w tej grupie pająków” - mówi. „Ciekawie będzie dowiedzieć się, czy mechanizm wzmocnienia mocy jest również taki sam w każdej iteracji ewolucyjnej, a jeśli tak, to dlaczego ta konkretna grupa pająków wydaje się być wyjątkowo predysponowana do tego.”
To pytanie, na które Wood ma nadzieję odpowiedzieć w przyszłych badaniach, chociaż już ma przeczucie. Mniejsze pająki wydają się preferować dietę z wiosennych ogonów - bardzo szybkich owadów, które szybko skaczą, by uciec przed drapieżnikami. Możliwe, że najszybsze pająki z pułapką szczękową ewoluowały błyskawicznie, aby mogły atakować tę szybszą zdobycz.
