Зрение пауков: Откуда у пауков невероятно острое зрение

Автор: | 07.09.1986

Содержание

Паучок, который может разглядеть Луну — The Batrachospermum Magazine

31 мая 2017 года на ноутбук Джейми Ломакс с потолка упал паук. Через два дня – опять. Утром 3 июня уже несколько пауков ползали по потолку ее кабинета в Вашингтонском университете и время от времени падали на клавиатуру. Ломакс – астроном, не арахнолог, и дождь из пауков порядком ее нервировал. «Я не боюсь пауков, но если кто-нибудь пожелает разобраться с пауком в комнате, я только за! – говорит она. – Не слишком-то хочется, чтобы они падали на голову». Пусть даже это милейшие пестрые скакунчики.

Самка пестрого скакунчика (Salticus scenicus), которого еще называют зебровым скакунчиком. Фото: Kaldari/Wikipedia.

Подробностями переживаемого опыта Ломакс делилась в «Твиттере». Сначала она подумывала уничтожить пауков напалмом. Потом вызвала дезинсектора. Тот никаких паучков не застал и предположил, что они вылупились где-то над потолочной плиткой и разбежались. Впрочем, пару часов спустя они вернулись, а кроме того, наведались еще и в кабинет Эмили Левек, располагающийся через две двери от Ломакс.

«А лазером не пробовали?! – поинтересовался астроном Алекс Паркер. – Если серьезно, некоторые скакунчики гоняются за огоньком от лазерной указки, прямо как кошки». В YouTube есть куча таких видео с паучками. У Левек лазерная указка оказалась в наличии. Она прибежала к Ломакс и сказала: «Ты должна это увидеть!»

Когда Левек направляла к одному из паучков красный луч, он им интересовался довольно вяло, но как только ему был предложен зеленый – он тут же принялся активно ловить огонек, словно котенок! Если рядом с ним светили красной и зеленой указкой одновременно, паучок явно предпочитал зеленый огонек.

.OK people we have footage. Zebra spider, office wall, green laser pointer (interest level: «OMG GIVE IT TO MEEEE») pic.twitter.com/EezkY0zRkr

— Emily Levesque (@emsque) June 5, 2017

«Интересно, все зебровые паучки лучше реагируют на зеленый лазер, чем на красный? – твитнула Левек. – Нам необходим некий «бэт-сигнал для научного Твиттера», чтобы выставлять его, когда разные научные области нуждаются в помощи друг друга!»

На этот раз никакого сигнала не понадобилось. Обсуждение случайно попалось на глаза арахнологу Кэтрин Скотт, которая тут же привлекла к нему Нейта Морхауса, специалиста по паучьему зрению из Университета Цинциннати.

«Я смотрел финал Кубка Стэнли, и моя команда проиграла, и это меня очень расстроило, и я такой: охохонюшки, проверю-ка я «Твиттер» перед сном, – рассказывает Морхаус. – И вижу, что у меня более сотни уведомлений, и не могу понять, что вообще происходит». А когда разгреб завал и понял, что астрономы интересуются зрением скакунчика, с удовольствием пустился в объяснения.

У пауков-скакунов чрезвычайно хорошее зрение, рассказал он. Они следят за добычей с помощью пары крупных глаз на передней стороне головогруди. Сетчатка этих глаз состоит из двух типов светочувствительных рецепторов: одни из них воспринимают ультрафиолет, другие – зеленый свет.

«Зеленые» рецепторы могут воспринимать и остальные цвета, включая красный, только гораздо хуже зеленого. Скакунчик видит красный цвет, но для него он выглядит как тусклая и малозанятная разновидность зеленого. Конкретно зрение пестрого скакунчика никто не изучал, но, основываясь на том, что известно о других видах, он должен реагировать на лазерные указки именно так, как в гостях у астрономов, объяснил Морхаус.

Same spider, same wall, red laser pointer (interest level: «feh. I guess I’ll check this thing out.») pic.twitter.com/JWM8cxw2Jw

— Emily Levesque (@emsque) June 5, 2017

Еще одна причина, по которой астрономы просто обязаны полюбить пауков-скакунов: их глаза «построены, как… подожди-подожди… телескопы Галилея»! Галилей стал использовать такие телескопы в 1609 году, они представляют собой трубки с линзами на обоих концах – собирающей и рассеивающей. Только у трех групп животных есть подобные глаза: у соколов, хамелеонов и пауков-скакунов.

В случае паучка снаружи глаза расположена большая линза, прикрепленная к телу, от нее вглубь идет длинная трубочка с прозрачным гелем, и на дальнем ее конце гель меняет свои свойства не совсем понятным образом, что, однако, приводит к изгибанию света – по сути, этот участок служит второй линзой, хотя никакой четкой физической структуры там нет. Первая линза собирает и фокусирует свет, вторая – рассеивает его. В результате изображение увеличивается до попадания на сетчатку, что позволяет видеть его очень детально. Острота зрения скакунчика сравнима с голубиной, собачьей или кошачьей (до человечьей, правда, не дотягивает), притом что глазная трубочка в длину не достигает и миллиметра, а размер самого паука не больше 5 мм. Мышцы сетчатки могут поворачивать ее, так что паук меняет направление взгляда, не разворачиваясь при этом всем телом.

Если скакунчик направит глаза к небу, то, будучи в состоянии различить точки на расстоянии 0,07 углового градуса друг от друга, он, несомненно, сможет увидеть луну, чей диск занимает 0,5 углового градуса.

Лунный свет попадет на пять-шесть фоторецепторов сетчатки – этого вполне достаточно даже для того, чтобы рассмотреть лунные моря и кратеры! «Зависит от того, насколько чувствительны глаза к разнице в яркости у лунной поверхности, – говорит Морхаус. – Но в любом случае они определенно способны увидеть, что луна – круглая».

А вот Юпитер и Марс для зрения скакунов слишком малы, посчитали астрономы. Соседняя же с нами галактика Андромеда, занимающая на небе 3 угловых градуса, слишком тускла. Даже наши глаза недостаточно чувствительны, чтобы ее наблюдать во всей красе, невооруженным взглядом удается увидеть только ее ядро, и то лишь при определенных световых условиях. Впрочем, есть пауки, которым разглядеть Андромеду наверняка под силу, – это дейнопиды, обладатели лучшего ночного зрения среди пауков. Их глаза намного более чувствительны к свету, чем человеческие.

Глаза паука-скакуна в 20-кратном увеличении. Фото: Noah Fram-Schwartz.

Что касается пауков-скакунов, то вообще-то их сетчатка работает по максимуму только при хорошем освещении. Большинство из них активны в дневное время и на луну особо не засматриваются. По дневному зрению они неоспоримые чемпионы. Кроме того, у них еще и слух отличный. Прекрасно адаптированные к охоте создания!

«После всего того, что я узнала из «Твиттера» за эти дни, пауки стали для меня намного более интересными и менее страшными, чем раньше казались, – уверяет Джейми Ломакс. – Они могут увидеть Луну, прямо как я! Теперь, когда я знаю это, я не смогу их убивать».


Текст: Виктор Ковылин. По материалам: The Atlantic, National Geographic

Все права на данный текст принадлежат нашему журналу. Если вам понравилось его читать и вы хотите поделиться информацией с друзьями и подписчиками, можно использовать фрагмент и поставить активную ссылку на эту статью – мы будем рады. С уважением, Батрахоспермум.

Вас также могут заинтересовать статьи:
Ребятишки со взором дельфиньим
Паучихи прельщают прыгунчиков белоснежными носочками
Акикики, птичкин астероид

Овечки, котики и волки — одновременно пауки

Ученые Института систематики и экологии животных СО РАН описывают не только сибирских пауков — в их поле зрения попадают даже африканские роды и виды. По предварительным оценкам, пауки-скакунчики африканского континента изучены всего на 40 %, и скорость описания новых таксонов гораздо ниже, чем скорость их вымирания. Рассмотрим, какими бывают эти пауки.

 
Паук-овечка Oviballus vidae, самка

«В 2020 году у нас с коллегой из Южной Африки вышла большая статья в журнале Zootaxa об интересных пауках, которые мимикрируют под разных животных. Некоторые из них похожи на жуков, другие — на вредителей сельского хозяйства трипсов, третьи — на ложноскорпионов. Один из пауков, род и вид которого мы описали в этой статье, называется Oviballus vidae. Ovis — это, по латыни, овечка, а

ballus — название рода пауков-скакунчиков, к которому близок описанный род. Этот паук получил всемирную известность в интернете. Мы назвали его в честь фотографа из Южной Африки, которая специализируется на пауках-скакунчиках — Vida van der Walt», — рассказывает старший научный сотрудник ИСЭЖ СО РАН кандидат биологических наук Галина Николаевна Азаркина.

Этот паук был открыт по материалам из музейных коллекций. Уже позже одна женщина из Южной Африки поделилась с учеными фотографиями и видео, на которых они опознали «своего» паука.

Чаще всего пауков описывают по музейным коллекциям. «Мою коллегу как-то спросили: а где живут ваши пауки? И она ответила: в музеях. Я же, когда впервые увидела живого, а не в спирте, паука, его даже не узнала», — рассказывает Галина Азаркина.

Похоже, паук-овечка маскируется под щитовок — насекомых, покрытых воском. «Это интересный механизм, когда не очень хорошо защищенный организм мимикрирует под хорошо защищенный. В данном случае у паука две выгоды. Во-первых, потенциальные хищники принимают его за щитовку, которая, похоже, не очень вкусная и защищена слоем воска, во-вторых, съедобные насекомые, наоборот, без страха садятся рядом с “щитовками”, не подозревая, что это паук, и тем самым облегчая охоту», — объясняет Галина Азаркина.

 Паук-ложноскорпион Afromarengo coriacea

Другие пауки, о которых шла речь в статье,  похожи на ложноскорпионов.

Ученые описали два новых вида уже известного рода Afromarengo

«Эти маленькие пауки, покрытые чешуйками, которые красиво переливаются на свету, похожи на скорпионов, но совершенно неопасны. Они живут на поверхности почвы, на небольших кустарниках и траве», — рассказывает Галина Азаркина.

По словам исследовательницы, степень изученности пауков-скакунчиков африканского континента составляет порядка 40 %. «Сейчас в дискуссиях активно поднимается проблема, что скорость описания новых таксонов гораздо ниже, чем скорость их вымирания», — отмечает она. 

Когда ученый выделяет новый род или вид, ему выпадает честь дать ему название. Ограничений здесь нет, главное, чтобы наименование было латинизировано. Кто-то нарекает свое открытие именем какой-нибудь знаменитости, но, как правило, название дают в честь коллеги, по месту обнаружения или по особенности животного.

Во-первых, паков-скакунчиков не так-то просто поймать и даже увидеть. Многие из них живут в кронах деревьев. Чтобы достать их оттуда, в одной из экспедиций по Южной Африке окуривали кроны специальным мощным аппаратом, а потом собирали всё, что падало, на расстеленные под стволами белые простыни. Обитающих в траве пауков собирают с помощью кошения сачком. Также применяются почвенные ловушки — сейчас для этого используются пластиковые стаканы с фиксатором (для пауков часто используют разведенный антифриз), которые закапываются вровень с землей. Кроме того, есть специальное приспособление, сифтер, состоящее из нескольких сит, через них просеиваются мелкие пауки. Ну и, конечно же, практикуется ручной сбор с деревьев, травы, земли. Обиваются кусты (некоторые ученые раскладывают под ними белый зонтик или специальное белое полотно, закрепленное на рейках).

Проблема этой области наук и в том, что классическая описательная морфология, систематика животных — сейчас не самое популярное направление исследований. Большинство грантов выделяются на работы с молекулярной и генетической составляющей.

 Паук-котик Aelurillus m-nigrum, самка

«Мой самый главный научный интерес — пауки-котики из подтрибы Aelurillini. Многие из них выглядят, как коты: у них полосатая расчленяющая окраска, позволяющая им хорошо прятаться в окружающей среде, есть полоски, идущие от глаз к бокам головогруди. Если посмотришь в “лицо” такому пауку-скакунчику, то оно напоминает мордочку кошки. Кроме того, они имеют похожее на кошачье охотничье поведение — подкрадываются к жертве (разве что хвостиком не виляют), а потом резко на нее прыгают», — рассказывает Галина Азаркина.

Пауки-котики живут на поверхности земли и бродят, выслеживая добычу. Они не плетут охотничью сеть, но тянут за собой сигнальную нить, которая помогает им подняться, если они вдруг неожиданно упали, например, в какую-нибудь яму. 

Так же, как коты, пауки-скакунчики могут охотиться за лазерной указкой.

Пауки-скакунчики имеют очень хорошее зрение. Если их собратья, плетущие паутину, различают по большей части лишь движение света и тени, то эти охотники способны засечь шевеление на расстоянии до трех метров. Еда ли это, на которую нужно прыгать, или хищник, от которого следует убегать, они понимают уже на расстоянии 30 сантиметров. Для создания размером 5—8 миллиметров — очень хорошее зрение.

Интересно и их брачное поведение — пауки-скакунчики танцуют перед самкой. У каждого вида свой танец, со своими строго регламентированными движениями. Если в танце самец помашет лапкой три раза, когда надо два, то самка может и отказать ему, к чему эти излишества? Отказ нередко оборачивается тем, что дама съедает неудачливого ухажера. 

 Паук-волк Halocosa

Другие бродячие охотники — пауки-волки. Галине Азаркиной с коллегой удалось описать их новый род Halocosa. Эти пауки живут на песчаных, глинисто-песчаных почвах, по берегам соленых озер и морей, роют норки. Имеют окраску, помогающую им скрываться в песке от хищников и успешно охотиться. В Новосибирской области они живут лишь в Троцкой степи — это самая северная точка их ареала, также их можно встретить на Кавказе, в Причерноморье, Туркмении и Казахстане.

Сейчас Галина Азаркина описывает несколько новых родов и видов, также почти готов к выходу список пауков Алтайского края (список пауков Новосибирской области был опубликован в 2018 году).

Диана Хомякова

Фото Виды фан дер Валт (1,2) и Галины Азаркиной (3,4)
 

раньше такую способность наблюдали только у позвоночных

19 июля 2021 12:56 Ольга Мурая

Пауки-скакунчики отличаются отменным зрением и хорошо развитым мозгом. Поэтому учёные и выбрали их в качестве участников своего эксперимента.
Фото Erik Karits/Unsplash.

Чтобы распознать движения другого человека, людям достаточно увидеть одиннадцать точек.
Иллюстрация G. Johansson/Perception & Psychophysics, 1973.

Ранее исследователи находили такую способность только у позвоночных организмов.

Учёные не только выяснили, что пауки-скакунчики (вид Menemerus semilimbatus) могут понять, является ли движущийся объект живым организмом, но ещё и разработали научный метод, с помощью которого эту способность можно будет искать у других беспозвоночных.

Умение распознавать биологическое движение (особый характер перемещения, свойственный только живым существам) широко распространено среди позвоночных животных. Даже младенцы могут распознать, кто или что приближается к ним, по особым приметам движения.

Эти приметы — характерные движения конечностей, туловища и головы. Их можно изобразить в виде облака точек (суставов), взаимно перемещающихся в пространстве. И по этим точкам можно определить, что за объект скрывается за ними.

Чтобы распознать движения другого человека, людям достаточно увидеть одиннадцать точек.

Иллюстрация G. Johansson/Perception & Psychophysics, 1973.

Эта способность считается достаточно древним эволюционным приспособлением, учитывая её распространённость в животном мире. И это вполне логично: как в охоте на других существ, так и для защиты от хищников первым делом важно понять, присутствует ли в поле зрения некий живой объект.

Однако до этого было принято считать, что беспозвоночные в таких случаях реагируют в первую очередь на движение. Умение различать живое и неживое исследователи зачастую связывали с развитием социального поведения у позвоночных животных.

Новое исследование, опубликованное в научном журнале PLOS Biology, впервые описывает реакцию беспозвоночного животного на биологическое движение.

Учёные создали для этого довольно хитроумную конструкцию. Её можно описать как сферическую беговую дорожку, «левитирующую» за счёт направленного потока воздуха, расположенного прямо под ней.

Пойманные в дикой природе пауки подвешивались над этим шаром так, чтобы они могли касаться его лапами. Так, если паук хотел куда-то пойти, шар прокручивался в обратном направлении, а это движение записывалось.

К слову, исследователи обращались с испытуемыми крайне осторожно и выпустили их после эксперимента в тех же местах, где членистоногие были пойманы. Никто из скакунчиков не пострадал, разве что, остался в некотором замешательстве после того, что увидел.

А видели эти пауки два экрана, на которых двигались те самые точки, создающие силуэты движущихся объектов. Большинство из них соответствовали движениям пауков. Некоторые точки при этом были расположены в случайном порядке: то есть имитировали движение неживого объекта.

Исследователи наблюдали за тем, на какие объекты пауки будут обращать больше внимания, поворачиваясь к ним, чтобы разглядеть получше.

Изначально учёные предполагали, что пауки будут активнее реагировать на движения «собратьев», однако, к удивлению учёных, это было не так. Когда перед пауками двигались два разных набора точек (один имитировал движение паука, а другой — неживого объекта), членистоногие чаще поворачивались, чтобы рассмотреть странный «неживой объект», оставляя движение «живого» без особого внимания.

Исследователи считают, что такую реакцию можно объяснить особенностями зрения этих животных. Пауки-скакунчики обладают очень острым зрением, а расположение их восьми глаз позволяет им видеть мир и вовсе с уникальным «стереоэффектом».

При этом на передней части их головогруди расположены два самых больших глаза. Они могут воспринимать не только форму объектов, но также их цвет.

Авторы работы предполагают, что пауки легко определяют, что на периферии их зрения движется другой паук, и не обращают на него лишнего внимания. Когда же они, напротив, видят ни на что не похожий движущийся объект (случайный набор точек на экране), они разворачиваются к нему, чтобы взглянуть на это диво повнимательнее своими глазами-плошками.

Исследователи планируют изучить, могут ли другие беспозвоночные, наподобие насекомых и моллюсков, распознавать биологическое движение. Это знание позволит глубже понять, как устроено восприятие мира у таких примитивных, на первый взгляд, существ.

Напомним, ранее мы писали о том, что пауки чувствуют электрические поля и могут использовать их для полёта. Также мы рассказывали о том, как паук-скакунчик помог учёным в создании роботов. Сообщали мы и о том, что некоторые пауки мурлычут, чтобы привлечь прекрасный пол, некоторые маскируются с помощью грязи, а некоторые и вовсе кормят детёнышей молоком.

Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе «Наука» на медиаплатформе «Смотрим».

наука биология зрение зоология пауки интеллект животных новости

Ученые раскрыли тайну острого зрения пауков

Тема дня

  1. Главная
  2. Технологии

06 августа, 2019, 13:08 Распечатать

Исследователи проследили за тем, как глаза пауков развиваются от рождения.

  • Вам также будет интересно >
    • Ученые нашли деревья, которые удерживают парниковые газы тысячи лет 11:46

    • Не астероид: ученые назвали причину гибели динозавров 19.09 18:56

    • Ученые обнаружили неожиданные последствия пандемии COVID-19 19. 09 17:05

    • Китайские астронавты вышли в открытый космос с новой станции 18.09 00:15

    • Ученые нашли относительно дешевый способ охладить полюса Земли 17.09 19:07

    • Марсоход Perseverance нашел возможные следы жизни в дельте древней реки 17. 09 17:56

    • Ученые научили искусственный интеллект создавать новые белки 17.09 13:43

    • Археолог считает, что приблизился к обнаружению мумии Неферити 17.09 12:04

    • Очередь людей, желающих проститься с Елизаветой ІІ, показали из космоса 17. 09 10:49

    • Кольца Сатурна – остатки его бывшего спутника – гипотеза 17.09 00:41

    • Скорость подъема уровня моря в Новой Зеландии ускорилась вдвое за 60 лет 16.09 18:45

    • Секрет вранья для сплетников и рецепт клизмы от майя: за что присудили Игнобелевскую премию в этом году 16. 09 17:47

Последние новости

  • Войска РФ обстреляли Николаевскую область: поврежден элеватор и лицей 12:05
  • В ЕС обсудят отмену единогласного принципа принятия внешнеполитических решений 12:04
  • Украина вернула тела еще 25 защитников 11:59
  • Приватбанк ограничил выдачу наличных с некоторых счетов вкладчиков из-за войны 11:56
  • Херсонские коллаборанты по примеру «ЛДНР» захотели «референдума» 11:51

Все новости

Добро пожаловать! Регистрация Восстановление пароля Авторизуйтесь, чтобы иметь возможность комментировать материалы Зарегистрируйтесь, чтобы иметь возможность комментировать материалы Введите адрес электронной почты, на который была произведена регистрация и на него будет выслан пароль

Забыли пароль? Войти

Пароль может содержать большие и маленькие буквы латинского алфавита, а также цифры Введенный e-mail содержит ошибки

Зарегистрироваться

Имя и фамилия должны состоять из букв латинского алфавита или кирилицы Введенный e-mail содержит ошибки Данный e-mail уже существует У поля Имя и фамилия нет ошибок У поля E-mail нет ошибок

Напомнить пароль

Введенный e-mail содержит ошибки

Нет учетной записи? Зарегистрируйтесь! Уже зарегистрированы? Войдите! Нет учетной записи? Зарегистрируйтесь!

Хладнокровное убийство: за что люди так ненавидят пауков?

  • Зария Горветт
  • BBC Future

Подпишитесь на нашу рассылку ”Контекст”: она поможет вам разобраться в событиях.

Автор фото, Getty Images

В Северном полушарии открывается сезон охоты на пауков. Холодает, и миллионы крошечных гостей перебираются в людские жилища. Но там их не ждут. Совсем не ждут. И готовы убить при первой же возможности. Почему мы так легко и обыденно расправляемся с ними? Ведь между нами и пауками намного больше общего, чем кажется.

Открывая калитку своего дома, я морально готовлюсь к испытанию.

Перво-наперво мне нужно кое-что взять из сарая — а там царят чудовищные пауки размером с мышонка, выставившие из всех углов нескладные мохнатые лапы.

Затем я передвигаю когда-то сложенные про запас тротуарные плитки, стараясь не задеть суетливо разбегающихся, смахивающих на скорпионов паучьих родичей, которые устроили там себе логово и в мое отсутствие поедают мокриц.

Укладываю поверх изгороди отросшие побеги жасминового куста, следя, как бы не собрать на себя длинноногих косиножек, передвигающихся по забору.

Наконец добираюсь до патио — и там меня ждет потрясение. На полу внутреннего дворика, разбросав лапы, словно он упал с высоты и разбился, лежит бездыханный Страйпи.

Этот талантливый дизайнер три года строил сложную двухмерную паутину между двумя мусорными баками. Я сочинила для него имя и, представьте себе, успела его полюбить.

Свалившийся наземь со своего воздушного трона, он выглядит не как инопланетный монстр, от чьего вида стынет в жилах кровь, а как любое живое создание, чье сердце вдруг перестало биться.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

При виде такого поневоле ёкнет сердце…

Но не все пауки оканчивают свои дни мирно. Стоит нам услышать топоток их крошечных лапок на полу гостиной или краем глаза заметить движение в углу, когда паук спускается по паутинке с потолка, — и он будет раздавлен, отравлен, втянут пылесосом или, в лучшем случае, вышвырнут из дома.

Почему столь многие из нас, словно могущественные злые божества, почти рефлекторно лишают пауков жизни?

Конечно, люди постоянно убивают животных. Ни сельское хозяйство, ни лабораторные эксперименты невозможны без этого малоприятного дела.

Но уничтожение пауков зачастую доставляет удовольствие и воспринимается как некая победа.

«В ванной комнате у меня был паук, я побрызгал на него и наблюдал, как он медленно умирает. Это заняло около минуты. Вправду отличное новое средство!» — с удовлетворением написал некто в обзоре средств для уничтожения пауков на сайте Amazon. «Масса мертвых пауков валялась на полу или свисала с обрывков паутины», — вторит другой покупатель, назвавший это «замечательным результатом».

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Новейшие исследования опровергают представление о пауках как бездумных роботах — они способны учиться на своем опыте и проявлять гибкость при решении возникающих перед ними задач

Сложная форма жизни

Подобное отношение тем более шокирует, что между нами и пауками намного больше общего, чем кажется.

Наши эволюционные пути разошлись примерно 530 млн лет назад, но мы имеем много сходных органов — например, коленные суставы — и похожий набор химических веществ в мозгу, от дофамина до адреналина.

Никто еще не пытался изучать эмоции пауков, но легко представить, что они до определенной степени такие же, как у нас.

У пауков большой мозг по сравнению с объемом тела. Иногда он даже не умещается в голове и частично помещается в лапках.

Пауки способны на довольно сложные интеллектуальные действия — например, используют разные приемы, чтобы завлечь и поймать добычу. Находится все больше свидетельств того, что им не чужд своего рода мыслительный процесс, причем важную роль в этом процессе играет паутина.

Наконец, если пауку удастся избежать гибели от рук истеричных людей, он может прожить десятки лет.

  • Насекомые, ищущие тепло рядом с нами
  • Самый большой в мире паук едва уместится на тарелке
  • Девять существ, пьющих чужую кровь

Самая старая из известных науке особей — самка паука-каменщика (тарантула) по кличке Номер 16 — умерла в 2018 году в возрасте 43 лет. Все это время она обитала в одной и той же норке в заповеднике Северная Бунгулла на юго-западе Австралии.

Причем, как рассказала газете Washington Post биолог Лианда Мейсон, изучавшая ее много лет, Номер 16 погибла не от старости, а в расцвете сил, заразившись личинкой местной осы-паразита.

Жизнь пауков следует ценить хотя бы потому, что каждый из них, как любое живущее на Земле существо, — последнее звено непрерывной цепочки удачливых предков, тянущейся со времен возникновения жизни на нашей планете примерно 3,8 млрд лет назад.

Несмотря на все опасности, они сумели выжить и продолжить свой род. И вот эта бесконечная живая цепь обрывается, когда кто-то из нас походя давит паука подошвой в своей ванной, потому что… потому что он нас раздражает!

Отчего мы так жестоки? Или имеются иные причины?

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Во внешнем виде пауков есть знакомые нам черты, и в то же время они выглядят как неземные существа или инопланетные биомеханизмы

Как утверждает профессор биологии университета штата Вайоминг и автор книги «Зараженный мозг: почему люди боятся, ненавидят и любят насекомых?» Джеффри Локвуд, именно несчастные пауки несут в себе целый набор черт, кажущихся людям отталкивающими — хотя они, в отличие от клопов, мух и ос, совершенно безвредны.

Древний враг

Вероятно, самая очевидная причина состоит в том, что людям органически трудно чувствовать симпатию к существам с восемью ногами.

Дети уже в пять месяцев пугаются пауков на картинках больше, чем любых других живых существ. Это врожденное отторжение, благодаря которому мы инстинктивно избегаем брать в руки создания, которые могут оказаться ядовитыми.

Оно многократно усиливается культурой — достаточно вспомнить во многом иррациональный страх перед акулами, на какое-то время овладевший человечеством после выхода в 1975 году фильма «Челюсти».

Родители рассказывают подрастающим детям всякие ужасы про пауков. В сказках и легендах они предстают чудовищами, как жуткая паучиха Шелоб из знаменитой трилогии Толкиена. Во многих языках слово «паук» метафорически обозначает коварного злодея.

На культовом британском плакате времен Второй мировой войны Гитлер был изображен в виде долговязого паука, охватившего своими лапами земной шар, а подпись гласила: «Одна за другой. Мы переломаем ему ноги!»

Другие членистоногие, например, раки и крабы, не вызывают такого инстинктивного отвращения.

Возможно, дело в чуждом всему земному и привычному внешнем облике пауков с их двенадцатью глазами, восемью ногами и челюстями без зубов. Возможно — в их поведении: пауки готовят ловушки для неосторожных жертв и не торопясь высасывают нутро у неспособной защищаться добычи, а также поедают себе подобных.

«Пауки необычны и в то же время постоянно находятся рядом с нами. Это вызывает у людей гадливое чувство», — говорит профессор Локвуд.

Пауки отличаются от нас и генетически. У нас с ними намного меньше общего, чем с млекопитающими и даже рептилиями.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

У пауков-скакунов огромные глаза, дающие им превосходное зрение — эти пауки воспринимают цвета и расстояния и различают больше деталей, чем иные позвоночные

В этом состоит главная проблема. Чем больше нас объединяет с другими, чем ближе родство, тем проще нам испытывать к ним симпатию.

Проведенное в 2019 году исследование установило прямую связь между людским отношением к разным живым существам и временем, прошедшим с того момента, когда наши эволюционные пути разошлись.

Даже специалистам больше нравится заниматься родственными нам и харизматическими животными. Анализ научных публикаций, сделанный в 2010 году, показал, что на одну работу, посвященную находящимся под угрозой исчезновения земноводным, приходится в среднем 500 работ о находящихся в аналогичной ситуации крупных млекопитающих.

Все это, взятое вместе, мешает нам проявлять заботу о пауках. То же самое проявляется в отношении к маргинализированным человеческим меньшинствам.

Участникам одного эксперимента демонстрировали изображения людей, которым грозит опасность, и они намного сильнее сопереживали тем, кто относится к той же группе, что они сами.

Этим эффектом всегда пользовалась военная пропаганда — для пробуждения и формирования ненависти к врагу.

Утрата контроля

Многие страшилки о пауках построены на внезапности. Как, скажем, та, где человек надевает на Хэллоуин старый маскарадный костюм, с незапамятных пор валявшийся на чердаке, и его приятель восклицает: «Вау, мне нравится этот паук у тебя на шее! Так реалистично смотрится» — а оказывается, что паук настоящий, и все визжат.

Джеффри Локвуд говорит, что отвращение к паукам отчасти проистекает из нашей неспособности контролировать их: «Мы считаем себя хозяевами в доме, а насекомые, в том числе пауки, не спрашивая нас, лезут из-под половиц и отовсюду, и возникает неприятное ощущение, что мы здесь не главные».

Пауки умеют ловко прятаться и быстро двигаться. От них невозможно отгородиться забором, как от голубей и лисиц.

Мы привыкли к тому, что, благодаря достижениям цивилизации, способны держать под контролем все, даже регулировать температуру в доме с другого конца Земли — а пауки неожиданно объявляются в наших постелях и ботинках, как тысячу лет назад.

Беззвучный вопль

Кроме того, пауки не могут выражать свои эмоции понятным для нас образом и издавать звуки, так что когда пауку больно, нам все равно.

«Пауки находятся в неблагоприятной для них нише, — говорит профессор Локвуд. — Если бы они вообще с нами не сталкивались, проблемы бы не возникало. Но мы хорошо их знаем и при этом совершенно не воспринимаем».

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Пауки вызывают у многих страх и сильное отвращение, и это пересиливает нашу способность сочувствовать всему живому

Как писал в своей книге «Искусство быть господином: биофилия в эволюции и развитии человека» эколог Стефан Келлерт, «нам кажется, что эти создания лишены всякой ментальности».

Люди ошибочно считают, что насекомые, и вообще все беспозвоночные, не чувствуют, как мы и более сложные животные, и оттого нам безразлично, живут они, или нет.

Мы давим паука и сразу забываем об этом, если только он не убежал. Досада от неудачи — единственное возникающее при этом чувство.

К крупным паукам отношение все же несколько иное. Их либо не трогают, либо рассматривают как объект охоты.

«У нас здесь живут вот такие пауки, — говорит профессор функциональной геномики Сиднейского университета Грег Нили, демонстрируя 15-сантиметровую особь. — Но местный народ их не убивает, они наши друзья. Максимум, что можно сделать — попробовать прогнать его из дома».

Профессор Локвуд соглашается с наблюдением коллеги и рассказывает, что его жена имела обыкновение накрывать тараканов пустыми стаканчиками из-под йогурта, которых иногда выстраивался целый ряд, чтобы муж, придя домой, выкинул их на улицу. «Она вообще-то не любила насекомых но, как и некоторые другие мои знакомые, не давила крупных тараканов, потому что они погибают с неприятным треском», — говорит он.

«Нам легко раздавить живое существо, если наши органы чувств не получают сигнала, говорящего о том, что в этот момент происходит убийство или акт насилия», — добавил он.

Злодейский облик

Помимо угрожающих челюстей и семенящих лапок, внешний вид пауков имеет, с человеческой точки зрения, огромный недостаток: они абсолютно не похожи на людских детенышей.

Этот мощный эффект известен давно. Нам подсознательно нравятся черты младенческого лица: большие глаза, высокий лоб, маленький нос и подбородок, пухлые ангелоподобные губки. Задокументированы многочисленные случаи, когда в заповедниках, зоопарках и лабораториях «хорошенькие» животные получали от людей гораздо больше внимания и заботы, чем «безобразные».

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Пауки-землекопы (тарантулы) проводят большую часть жизни в норах, улавливая мелкую вибрацию, производимую приближающейся жертвой, чтобы выскочить и схватить ее

Пауки c их крошечными глазками-бусинками, безусловно, принадлежат ко второй категории. При этом мы ошибочно приписываем существам с несимпатичной внешностью всевозможные отрицательные черты: жестокость, вероломство, бездушие.

Любопытно, что менее отвратительными и пугающими людям кажутся большеглазые пауки. Например, пауки-скакуны, имеющие пару крупных глаз спереди и еще несколько менее приметных на затылке.

Один исследователь в своей работе даже назвал их «пауками-посредниками» между всем паучьим племенем и людьми. Видео, на котором они исполняют свой брачный танец под звуки песни Y.M.C.A. американской группы Village People, завоевало огромную популярность в социальных сетях.

Искаженная иерархия

Обычно мы смотрим на пауков как на мелкую неприятность, от которой следует избавляться. Но имеется масса аргументов в пользу того, чтобы относиться к ним бережно — и здесь могут помочь простые психологические приемы.

Один из них — максимально очеловечивать пауков и приписывать им наши чувства: «Посмотри, как она злится!» При этом совсем не обязательно знать, какого пола паук на самом деле.

Другой — вспомнить о важности сохранения исчезающих видов, к которым относятся многие паукообразные.

Есть и иное мнение: поскольку природная человеческая эмпатия к другим существам носит подсознательный характер и поделать с этим ничего нельзя, вообще не следует принимать ее как руководство к действию.

Взамен нужно руководствоваться рациональными соображениями, такими как полезная роль пауков в экосистеме. По разным оценкам, паукообразные ежегодно поедают от 360 до 730 тонн добычи, сдерживая рост популяции других насекомых, в том числе вредных для человека.

Можно задуматься и о том, как совершенно устроены пауки, способные принимать достаточно сложные решения, хотя их мозг по объему в десятки тысяч раз меньше, чем у крупных млекопитающих.

«Люди считают, что одни формы жизни ценнее других, часто не задумываясь, почему», — говорит профессор-энтомолог из Оксфордского университета Джеральдина Райт, замечая при этом, что ярко выраженное отвращение к паукам — часть западной культурной традиции, тогда как, скажем, буддизм исповедует принцип «Все живое имеет право на жизнь».

В мире набирает силу идея сохранения дикой природы и биологического разнообразия. Многие эксперты надеются, что люди со временем станут терпимее и к паукам.

«Мысль, что любое существо ценно само по себе и его нельзя уничтожать просто так, постепенно завоевывает место под солнцем», — говорит почетный профессор зоологии Кембриджского университета Дональд Брум.

…Пока я писала эту статью, я заметила, что на том же месте в моем саду устраивается новый Страйпи, может быть, сын или внук прежнего. И пускай — независимо от того, нравится мне это или не очень.

Главная страница

Это малый зал зоологического музея, он посвящен биоразнообразию Республики Дагестан. Здесь выставлены животные, которые водятся в нашей республике. Посмотрите, как расположены экспонаты в этом зале. Они собраны в композиции, показывающие различные природные зоны и экологические сообщества Дагестана. Насекомые являются одним из важнейших компонентов любой экосистемы. Они являются пищей для многих животных или сами питаются более мелкой добычей, паразитируют на других животных и растениях, вредят хозяйству человека. Поэтому изучению насекомых уделяют так много внимания.

 

Рассмотрим насекомых наших ландшафтов. В открытом море практически нет насекомых, зато в мелководных заливах и лагунах, речных дельтах богатый мир этих мелких животных. Есть насекомые, живущие в воде, например, жуки-плавунцы, водолюбы, водные клопы, но все они дышат атмосферным воздухом и время от времени поднимаются на поверхность. У других насекомых в воде живут личинки, как, например, у стрекоз, поденок, ручейников, комаров. У личинок бывают жабры, с помощью которых они дышат кислородом, растворенным в воде. В воде живет паук-серебрянка, который также выныривает за воздухом, собирая его в подводный колокол из паутины. Масса околоводных насекомых живет в прибрежной зоне, где почва постоянно влажная: различные жужелицы, уховертки, коллемболы, личинки самых разных насекомых.

 

                                            жук-плавунец

                                            личинка стрекозы

                                                 паук серебрянка

Мир насекомых полупустынь очень разнообразен, но имеет свою особенность. Насекомые здесь вынуждены приспосабливаться к высокой сухости воздуха. Они либо ведут ночной образ жизни, либо прячутся в почву, в песок, под растения и разные предметы. Днем по раскаленному песку бегают только чернотелки – черные жуки с плотными покровами. Если вы начнете раскапывать почву под какими-то растениями, оттуда будут разбегаться разные жуки, пауки, клопы и пр. Одни насекомые просто закапываются в почву с помощью роющих передних ног или залезают в трещины, другие роют норы. Скарит – типичный пескорой, закапывается в песок на метр глубины. В норках живет тарантул, подкарауливая добычу. Много животных живет на травянистой растительности: едят ее, охотятся на ней, пьют нектар, утоляя жажду и голод. Наиболее часто на степных цветах бывают нарывники, пыльцееды, листоеды, различные бабочки; на стеблях и листьях – кобылки, кузнечики, богомолы, клопы, долгоносики и пр. Жуки-нарывники интересны тем, что они откладывают свои яйца в кубышки саранчовых, тем самым регулируют их численность.

Из пауков этой зоны хорошо известен тарантул, крупный паук, который не плетет паутину, а живет в вертикальных норках, выстланных паутиной, где подкарауливает добычу.

 

                                                  чернотелка

                                                     нарывники

                                                  тарантул

В сухих предгорьях тоже засушливый климат, но состав насекомых там заметно меняется. Помимо травянистой растительности здесь есть кустарники, скалы, т.е. появляются другие места обитания и другие сообщества. На скалистых участках летают своеобразные бабочки-сатиры: когда они складывают крылья, то становятся незаметными на фоне камня. В колючих кустарниках кипит своя жизнь: здесь летают различные мелкие бабочки-голубянки, сидят в засаде своеобразные богомолы-эмпузы, громко кричат цикады. В траве из-под ног взлетают различные кобылки с красными и голубыми крыльями. В высокой траве живет крупный кузнечик степная дыбка, они питается другими саранчовыми. В воздухе летают крылатые охотники – стрекозы, ктыри, осы, муравьиные львы. На песчаной почве живет своеобразный таракан-черепашка.

 

                                  сатир мегера

                        эмпуза

                                 степная дыбка

                                   египетский таракан

Всем известны скорпионы и фаланги, которые больно кусаются. У нас живет пестрый скорпион – небольшой светлый, живет на сухих каменистых склонах. Там же можно встретить фалангу – крупного светлого паука с длинными ногами, быстро бегает, ночью прибегает на свет поохотиться, поэтому иногда залезает в дома. Сколопендра — крупная многоножка. Укус их ядовит но не смертелен.

 

                                             скорпион

                                                 фаланга

                                                             сколопендра

Особо следует отметить расположенный в пределах предгорий бархан Сарыкум – настоящий феномен природы, гора песка высотой более 200 м. Это настоящий кусочек песчаной пустыни со своей интересной флорой и фауной, пришедшей в далекие времена из пустынь Средней Азии. В настоящее время он является заповедником, и все обитающие там растения и животные находятся под охраной.

 

                                                      Сарыкум

                                                Сарыкум

Следующая панорама представляет леса. В Дагестане лесов не так много, их надо беречь от вырубок и пожаров, от загрязнения мусором. Лес является домом для очень многих животных, в том числе и насекомых. Выйдя на лесную поляну, покрытую цветами, вы всегда увидите множество бабочек, в том числе и очень редких. На стволах деревьев живет множество различных насекомых: жуки-усачи, жуки-олени, златки, короеды, хищные жуки-красотелы. В лесной подстилке охотится множество жужелиц, в том числе редкая кавказская жужелица.

 

                                           горный лес

                         кавказская жужелица

                                  жук-олень

У леса есть и многочисленные вредители, однако большинство их повреждает ослабленные и больные деревья. Поэтому лесники должны своевременно очищать лес от сухостоя и валежника. Иногда у насекомых происходят вспышки численности, когда они плодятся в невероятном количестве, пожирая всю листву на деревьях. Вредители леса: гусеницы бабочки-боярышницы, златогузки, непарного шелкопряда, американской белой бабочки и др., различные жуки-листоеды и долгоносики, усачи и короеды. Численность вредителей в природе контролируют хищники и паразиты: жужелицы, осы, наездники, муравьи, божьи коровки и др.

 

   гусеницы боярышницы

                                          непарный шелкопряд

                                      короед

                           наездник рисса

Следующая панорама представляет высокогорья. Наша республика больше чем наполовину занята горами. На большой высоте, где лес уже не может расти, произрастают луга. Луга – это источник пищи для многих травоядных животных, это пастбища для наших домашних животных. Однако, при неправильном использовании они превращаются в заросшие сорняками пустоши. На лугах всегда много бабочек, для которых цветочный нектар является пищей. На цветах кормятся шмели и пчелы, множество ос, цветочных мух, жуков. Здесь вы можете рассмотреть различных бабочек и жуков. У нас на Кавказе и в Дагестане в горах есть много насекомых, которые больше нигде в мире не встречаются, они живут только у нас. Такие виды называют эндемиками. Когда-то в далекие времена их предки были широко расселены, потом, когда горы поднялись, а горные долины опустились, они разделили популяции, и связь между ними прекратилась. Развиваясь в изоляции, они постепенно превратились в эндемичные виды, приспособленные к местным условиям.

 

                                              горные луга

                                                   адмирал

  жужелица макропус

                                    жужелица трехус

Панорама «Аграханский залив». В морских заливах создается особый микроклимат, благоприятный для многих животных и растений. Поэтому биоразнообразие в заливах и лагунах всегда намного выше, чем на берегу моря. Здесь на мелководье вода хорошо прогревается и отстаивается. Образуется плодородный ил, растет приводная и водная растительность. В любом заливе всегда растет тростник, камыш, осоки, создавая густые заросли, где живет и прячется множество животных, в том числе и насекомых. Тростник является пищей для многих насекомых. Среди них стоит отметить азиатскую саранчу, распространенного вредителя южных регионов России. Основным кормом этого вредителя является тростник. У него большая биомасса, поэтому он способен прокормить много животных. Личинки саранчи выкармливаются на тростнике в большом количестве, а затем обрушиваются на поля и посевы. Вместе с тем надо помнить, что и сама саранча является кормом для других животных и занимает свое место в пищевой цепи. В период высокой численности саранчой кормятся птицы, мелкие млекопитающие – лисицы, еноты, ежи и даже кабаны.

 

   Аграхан из космоса

                                       Аграханский залив 

                        личинки саранчи 

                                             саранча

Большой зал: ФАУНА МИРА.

В этом зале у нас много отделов. Мы сегодня познакомимся с насекомыми.

Зоологи выделили насекомых в особый класс, который на латыни называется Insecta. Это мелкие животные с наружным хитиновым скелетом, их туловище разделено на три отдела – голову, грудь и брюшко, в этом вы можете убедиться на примере любого насекомого (посмотрите жука, бабочку, стрекозу, саранчу). У них всегда три пары ног, однако первая пара часто бывает видоизменена в копательные или хватательные конечности (медведка, скарит), а последняя пара – в прыгательные (кузнечик). А что такое крылья насекомых? У птиц крылья – это видоизмененные передние конечности, а у насекомых – это выросты грудного отдела. Крылья состоят из хитиновых пластинок, армированных жилками.

 

        части тела насекомого

                        крылья жука

                  копательные ноги

                                          прыгательные ноги

Первые примитивные насекомые крыльев не имели, поэтому их современные предки называются первичнобескрылыми (ногохвостки, сахарная чешуйница). Затем, когда в процессе эволюции у насекомых образовались крылья, 2 пары, они сначала были одинаковые, примерно, как у современных стрекоз. Стрекозы – древние насекомые, они летали уже в каменноугольном периоде, и размах их крыльев достигал почти метра. Затем в процессе освоении суши, крылья стали изменяться. У некоторых они уменьшились или исчезли совсем, либо видоизменились. Посмотрите на тараканов. У них самцы часто крылаты, а самки бескрылы.

 

                                         вымершая стрекоза

                                  таракан:самец,самка

                                                    уховертка

У уховерток крылья свернуты и спрятаны под короткие надкрылья. Надкрылья – это видоизмененная передняя пара крыльев, превратившиеся в своеобразные крышечки для задних крыльев. Посмотрите на кузнечиков: у них сверху кожистые надкрылья, а под ними свернутые веером тонкие широкие крылья. У кузнечиков мощные задние прыгательные ноги, они взлетают в прыжке.

Насекомые едят практически любую пищу, содержащую органику: растения, животных, трупы, кожу, бумагу, сено, перья, волосы, навоз, кровь и т.п. Для этого их ротовые органы приспособлены к своему виду пищи: они ее грызут, жуют, сосут, соскабливают, слизывают. Поэтому ротовые аппараты насекомых так и называются: грызущий, сосущий, колющий, лижущий. У саранчи грызущий аппарат: она грызет листья. Комар прокалывает кожу и сосет кровь. Пчела слизывает нектар, а бабочка высасывает его через трубочку. Жужелица обливает схваченное насекомое слюной, а затем заглатывает полупереваренные кусочки. Самый сложный аппарат у комнатной мухи: ей не надо жевать, мощная слюна растворяет любую пищу, остается ее только слизать специальной подушечкой с отверстиями.

 

                                голова мухи

                                           голова комара

                         голова пчелы

                                             голова жука

Прямокрылые – большой отряд насекомых. Это кузнечики, сверчки, кобылки, медведки. Общим признаком у них является строение крыльев, как мы уже говорили. Большинство их питается растениями (саранча, кобылки), но есть всеядные и хищники (кузнечики, сверчки, медведки). У медведки мощные роющие передник лапы, у кого есть огород, тот знает, что на своем пути под землей медведка перегрызает любые корни. Степная дыбка – крупный хищный кузнечик, питающийся другими прямокрылыми.

Прямокрылые – это насекомые с неполным превращением. Дело в том, что насекомые развиваются с превращением по определенной схеме: яйцо – личинка – куколка – взрослое насекомое. У насекомых с неполным превращением нет куколки. У них личинки похожи на взрослых, только без крыльев, они растут, линяют несколько раз, и постепенно вырастают во взрослое насекомое. Богомолы – тоже с неполным превращением. Личинка богомола бескрыла. У самок богомолов крылья укорочены. Богомолы – хищники-засадники, они хватают добычу передними лапами с крючком. Образ богомола часто используется в фантастических фильмах для создания монстра-чудовища.

 

          неполное превращение

                 развитие клопа

                                                  развитие саранчи

Яйцекладки насекомых очень разнообразны. Богомолы скрепляют 20-30 яиц в оотеку и прикрепляют ее на ветках. Прямокрылые зарывают отеку в почву, а тараканы носят на конце брюшка. Яйцекладка насекомых:

 

                     богомол

                                            клоп

                                  таракан

                             бабочка

                 златоглазка

                                                       комар

                               божья коровка

                              муха

У уховерток на конце тела есть клещи. Но для человека это безобидное оружие, способное только слегка ущипнуть за палец. Кроме того, клещами уховертка помогает себе укладывать крылья. Насекомое «упаковывает» их под надкрыльями, словно парашют, складывая в 40 слоев! Слухи о том, что уховертки заползают в уши – из области фантастики.

Насекомые с полным превращением – это жуки, бабочки, мухи, перепончатокрылые. У них личинка совсем не похожа на взрослое насекомое, а более похожа на червя с ножками или без. Основная задача личинки – питание. Как правило, личинки очень прожорливы. Они быстро набирают массу и, линяя, растут. Зато накопленные личинкой запасы потом используются и взрослым насекомым, которое может даже вообще не питаться (поденки). Для превращения личинки во взрослое насекомое служит куколка. Личинка образует вокруг себя плотную оболочку или кокон и впадает в оцепенение. Ткани ее практически растворяются и полностью перестраиваются во взрослое насекомое. Функцией куколки часто также является и переживание зимнего периода или засухи.

 

          полное превращение

                                гусеница бражника

   куколка бабочки

                                      коконы шелкопряда

У жуков личинки очень разные: хищные с острыми челюстями у жужелиц, червеобразные у навозников, похожие на проволоку у щелкунов, с утолщенной головой у златок и т.п. Взрослые жуки покрыты толстым хитином, а передние крылья превращены в жесткие надкрылья (название отряда – жесткокрылые), под которыми находятся мягкие крылья. У некоторых жуков (чернотелки) крыльев нет. На первый взгляд все жуки одинаковые. Но если присмотреться, можно заметить различия. Форма тела может быть удлинена для быстрого передвижения или обтекаемой для плавания или для передвижения в почве, округлая (листоеды), плоская (подкорники, трещинники) и совсем экзотическая для маскировки под куски растений, с выростами (навозники), рогами (жук-носорог), огромными челюстями (жук-олень). Окраска может быть черной или цветной, блестящей или опушенной. Множество жуков питается растениями – древесиной, листьями, корнями, нанося вред хозяйству человека. Всем известен колорадский жук, которого в прошлом веке завезли из Северной Америки. Теперь с ним не может справиться никакая химия, зато у себя на родине он не размножается в таких масштабах, так как у него есть естественные враги.

 

                 личинка жужелицы

                                      личинка бронзовки

                   личинка щелкуна

                           колорадский жук

Жуки — один из самых крупных отрядов насекомых с полным превращением. Он делится на множество семейств. Усачи отличаются длинными усами. Их личинки живут в стволах растений и повреждают их. Наш крупный усач – большой дубовый, внесен в КК Дагестана. Жуки-олени. Челюсти самцов напоминают оленьи рога. С их помощью самцы дерутся и выясняют кто сильнее. В Дагестане чаще встречается закавказский жук олень, тоже краснокнижный вид. Пластинчатоусые — большое семейство. Здесь и известные вам навозники, которых можно найти в каждой навозной лепешке, бронзовки, хрущи. Священный скарабей – крупный навозник, катающий шары из навоза. Это экзотические виды жуков. У всех усики на конце имеют пластинки, отсюда название отряда.

 

                                       жук-усач

                               жук-скарабей

                   африканские бронзовки

                   жук-голиаф

Здесь хищные жуки жужелицы. Это безжалостные охотники. Поймав добычу, они обливают ее жгучей слюной и она начинает перевариваться еще до заглатывания. Самая крупная у нас жужелица — кавказская. Водолюбы и плавунцы. Это хищники в водном мире. И взрослые и личинки живут в воде. У них обтекаемая форма тела, дышат они воздухом, поднимаясь на поверхность. Стафилины — тоже жуки-хищники, с вытянутым телом и короткими надкрыльями. Растительноядные жуки. Щелкуны названы так за характерный щелчок, который они издают, если их перевернуть на спину. Личинки их живут на корнях растений, повреждая их. Златки — очень твердые, часто блестящие характерной формы. Личинки живут в стволах деревьев. Чернотелки любят сухие жаркие места — песчаные барханы, скалы. Листоеды — обычно округлые и блестящие. Названы так за то, что объедают листья. Долгоносики. У них голова вытянута в хобот — так называемую головотрубку. Они тоже повреждают растения. Своеобразные группы жуков — нарывники. Их личинки развиваются в теле саранчовых, приводя их к гибели. Мертвоеды и кожееды поедают трупы мертвых животных. Божьи коровки и мягкотелки — хищники.

 

                                                 жужелица

                                личинка плавунца

                                                     стафилин

                                           щелкун

                                              златки

                                                    листоед

Редкие охраняемые виды жуков: кавказская жужелица, скарит-буцида, жук-олень, альпийский усач, большой дубовый усач и др.

 

                  альпийский усач 

                красотел пахучий

                                                скарит буцида

Бабочек называют чешуекрылыми. Если посмотреть под увеличением крыло бабочки, то мы увидим, что оно покрыто чешуйками. Эти чешуйки и создают все расцветки и отливы, которые так радуют глаз. Но жизнь взрослой бабочки коротка: через несколько недель чешуйки стираются, крылья обтрепываются, и насекомое неизбежно попадает на обед к какому-нибудь хищнику. Зато гусеницы бабочек живут дольше. Они кормятся на растениях, причем каждый вид предпочитает определенные растения. Например, капустная белянка – растения из семейства крестоцветных, махаон – зонтичных. Все бабочки объединены в один большой отряд, который делится на семейства. Традиционно также делят бабочек на дневных и ночных. Дневные бабочки как правило ярко окрашены, летают днем, ночные летают ночью и собираются на источники света. Все бабочки питаются жидкой пищей – нектаром, фруктовым соком, водой, только моль имеет грызущий аппарат. Развиваются с полным превращением, личинка – гусеница, питается растениями. Наиболее крупные семейства бабочек:

 

                             чешуйки бабочек

                                         голова бабочки

              ночные_бабочки

                                               моль

Семейство парусники: крупные бабочки с парящим полетам. Все виды причислены к редким: аполлон, махаон, подалирий.

 

                                                  аполлон

                                                     махаон

                                            подалирий

                                   тропический парусник

Семейство белянки: капустная белянка, репница, боярышница, крушинница, желтушки. Белые и желтые тона в окраске. Редкие виды: зорька зегрис, желтушка аврорина.

 

                                                  капустница

                                            желтушка

                                   зорька зегрис

Семейство нимфалиды: крапивница, репейница, траурница, адмирал, павлиноглазка и др. , ярко окрашенные дневные бабочки. Редкие виды: арашния левана, кавказская болория, иония, ленточник камилла и др.

 

                                               крапивница

                                павлиноглазка

                            арашния Левана

                     болория кавказская

Семейство бархатницы: сероватых тонов с глазками на крыльях. Любят садиться на скалы, землю, стволы деревьев. Много редких видов: бархатница альпийская, иранская чернушка, чернушка печальная, чернушка степная, бархатница сирийская, пелюцида, амазина и др.

 

                                   персефона

                                           дриада

     иранская чернушка

                             пелопея

Семейство голубянки: маленькие голубые, бурые, красные. Гусеницы голубянок нередко развиваются в муравейниках. Редкие виды: голубянка дафнис, мелеагр, голубянка шамиль, азербайджанская, дагестанкая и др.

 

                         голубянка икар

                   червонец огненный

                               голубянка дамон

                    мирмекофильная гусеница

Бражники – крупные ночные бабочки с сильным жужжащим полетом. Летят на свет. Много редких видов: мертвая голова, олеандровый, горгон, алекто и др.

 

                                   мертвая голова

                                  бражник языкан

                                 олеандровый бражник

гусеница молочайного бражника

Совки – крупное семейство ночных бабочек, серые неприметные тона. В массе собираются на свет. Глаза светятся в темноте. Крылья складывают треугольником с острым углом. Много вредителей поля и огорода. Редкие виды: красный и голубой ленточники. Агриппина – самая крупная бабочка в мире. Пяденицы – крупное семейство ночных бабочек, летящих на свет. Крылья не складывают. Много вредителей деревьев и кустарников.

 

                                    совка

                     ленточник малиновый

                                           агриппина

                                      пяденица

Медведицы – ночные бабочки с медленным полетом. Часто ярко окрашены. Гусеницы мохнатые (как медведи). Американская белая бабочка – известный вредитель. Редкие: медведица гера, госпожа.

 

           медведица кайя

                                        гусеница медведицы

         американская белая бабочка

                                                       её гусеницы

Шелкопряды и коконопряды тоже ночные бабочки. Тутовый шелкопряд раньше разводился в Дагестане для получения натурального шелка. Непарный шелкопряд – известный вредитель деревьев. Семейство волнянки: — златогузка, вредит плодовым деревьям.

 

                 непарный шелкопряд

                                                        его гусеница

                             коконы тутового шелкопряда

                   златогузка

Вот экзотические виды из тропических стран и нашего Дальнего востока. Очень яркие красивые бабочки.

 

                                                 бабочки

                         бабочка-птицекрылка

Отряд перепончатокрылые. К ним относятся пчелы, шмели, осы, наездники, муравьи и мн. др. Это очень большой и продвинутый отряд. Перепончатокрылые отличаются сложным поведением, сложными охотничьими инстинктами, заботой о потомстве. Они строят самые разнообразные гнезда от простых и сложных нор до изящные кувшинчиков, подвешенных на растениях. Одиночные осы: сколии, аммофилы, помпилы и др. — отличные охотники, парализующие свою добычу точным ударом жала в нервный узел. Затем на этой добыче развиваются их личинки. Общественные осы строят гнезда из вещества типа бумаги. У пчел и муравьев очень сложно организованная общественная жизнь.

 

                                               наездник

                         шмель

                             пчела

                  оса

                                                оса охотится 

             гнездо одиночной осы

                гнездо общественной осы

                                        муравей

Отряд двукрылые — это известные вам мухи и комары. Прекрасные летуны. Мухи часто питаются на мусорных отходах, навозе, экскрементах, падали. Есть цветочные мухи — сирфиды. Есть хищные мухи — ктыри. Есть паразитические виды — тахины. Крупные комары-типулиды несмотря на устрашающий размер совершенно безобидны.

 

                         муха

                        журчалка

                          комар-долгоножка

                     ктырь

Это скорпионовые мухи, но они не мухи, это отдельный отряд. Питаются они на цветах. У самцов конец брюшка похож на жало скорпиона.

Отряд сетчатокрылые. Это муравьиные львы. Их личинки образуют в песке воронку, поджидают мелкую добычу и нападают на нее. Сюда же относятся златоглазки, мантиспа, аскалаф пестрый.

 

                        скорпионовая_муха

                      аскалаф

           муравьиный-лев

             муравьиный лев воронка

ПАУКИ — отряд членистоногих, около 41 тысячи видов. Отряд распространён повсеместно. Все пауки хищники, питаются прежде всего членистоногими. Тело паука состоит из двух частей: головогруди и брюшка, соединённых стебельком. четыре пары ходильных ног. На брюшке у всех пауков имеются паутинные бородавки, в большинстве случаев их 3 пары.

Пауки были первыми среди самых ранних животных, которые жили на земле. Первые пауки на нашей планете появились приблизительно четыреста миллионов лет назад. Предками современных пауков было паукообразное насекомое, достаточно толстое, больших размеров. Достаточно продолжительный период времени это паукообразное насекомое жило в воде.

 

                       паутинные бородавки

                          древний морской паук

                                                голова паука

Для всех нас довольно привычны слова «паук» и «паутина». Мы хорошо знаем, что паук с помощью паутины охотится. Но это не всегда так. Некоторые пауки вообще не используют паутину.

 

                           паук-тенетник

                                                   паутина

                                     паук-краб

Тарантулы относятся к роду высших пауков семейства пауков-волков. Отличаются крупными размерами тела (3.5 – 7 см), а также наличием ядовитых желез. Чаще всего тарантулами называют всех крупных пауков. Это весьма распространенное заблуждение. К примеру, тот же самый паук-птицеед, несмотря на свои крупные размеры, никакого отношения к тарантулам не имеет. Условия обитания тарантулов – это территория, лишенная влаги. Чаще всего представителей этого вида можно встретить в песках пустыни и степях. Тарантулы ведут ночной образ жизни, скрываясь от солнечного зноя днем. В отличие от многих других пауков, тарантулы не охотятся при помощи паутины. Она им нужна для покрытия стенок норки и крепления кокона. Питаются тарантулы мелкими насекомыми и животными, нападая на них и убивая ядом. Еще одно весьма распространенное заблуждение – тарантул может представлять угрозу человека. Да, угроза может исходить, но только для тех, кто панически боится пауков. Яд тарантула не может убить человека. Укус этого паука можно сравнить с укусом осы или шершня, это может вызвать отек или сильный болевой шок, но не отравить человека.

 

                                  паук-волк

                                                  тарантул

                             нора тарантула

Ярким представителем паука, не использующего паутину, является бокоход. Паук просто маскируется в цветке и поджидает добычу. Существуют виды бокоходов, которые выглядят как капля птичьих фекалий, они даже пахнут также. Ни одна муха не может устоять перед этим запахом. Но после первой попытки приземлиться, муха погибает. Бокоходы — это не самые сильные охотники среди пауков. У бокоходов очень плохое зрение. Они видят жертву только в непосредственной близости. В отличие от бокоходов, пауки-скакуны имеют превосходное зрение. У скакунов восемь глаз, причем два из них находятся сзади. Название свое паук получил за умение прыгать на расстояние в несколько раз превышающее длину тела. Паук-волк использует паутину как веревку для того, чтобы связать и подвесить свою жертву. Его кормят ноги. Паук-волк может ходить по воде и даже нырять за мелкими головастиками или мальками. Паук-пират применяет паутину в качестве сигнализации. Он растягивает ее перед норкой, а концы привязывает к своим ногам. Дальнейшая охота всем понятна.

 

                                               паук-бокоход

                                        паук-скакун

                                                   паук-пират

Укус некоторых больших пауков может быть болезненным, но большинство разновидностей является слишком маленькими, чтобы проколоть человеческую кожу, и только некоторые из пауков опасны для людей. Ядовитым и опасным для человека является паук «черная вдова» и его близкие родственники. Их болезненный укус сопровождается слабостью, трудностью в дыхании, и другими признаками; хотя укус является редко фатальным, особенно если он причинен здоровому взрослому человеку. При таком укусе следует сразу оказать первую медицинскую помощь. Яд большинства пауков для человека безвреден, даже если это укус крупного тарантула (до 60 мм). Раньше считалось, что противоядием от его укуса может быть танец до упаду (отсюда пошло название итальянского танца — тарантелла). Существовали даже музыкальные арии, которые, как считалось, особенно помогали в таких случаях.

Хотя есть и исключение — маленький (до 20 мм) каракурт, черный с красными пятнышками на брюшке. Этот вид обитает в пустынях и степях Средней Азии, на Кавказе, в Крыму и по всему северному берегу Черного моря. Укус его вызывает резкую боль, судороги, удушье, рвоту, слюно- и потоотделение, нарушение работы сердца. Последствия от укуса могут затянуться на месяц. Существует так называемая противокаракуртная сыворотка. Яд этого паука разрушается при нагревании, так что если ранка совсем свежая, и яд еще не успел всосаться в кровь, место укуса можно прижечь зажженой спичкой. Бывает, что смерть от яда каракурта наступает уже через 1-2 дня. Каракурты наносят большой урон скотоводам: животные часто страдают от укусов этого маленького паучка. Некоторые тропические пауки также не безвредны для человека. Наиболее опасный из них — маленький птицеяд атракс (около 3 см). Его укусы часто стоили людям жизни.

 

                                каракурт

                            черная вдова

                                 паук птицеяд

Пауки-птицеяды — группа тропических пауков, которые могут по праву считаться чемпионами в мире наземных беспозвоночных. Среди наземных членистоногих только они способны прожить два десятка лет. Крупные пауки-птицеяды достигают в длину 20 сантиметров (с вытянутыми ногами). Удивительна и их способность прыгать на расстояние свыше метра!

Скорпионы — древнейший отряд не только среди арахнид, но и среди наземных членистоногих вообще. Палеозойские предки скорпионов жили в воде. Скорпионы живут в странах с теплым или жарким климатом. Скорпион выходит на охоту ночью и особенно активен в жаркое время. Он медленно идет с поднятым «хвостом», выставив вперед полусогнутые педипальпы с приоткрытыми клешнями. Скорпион очень чутко реагирует на прикосновение к подвижному объекту и либо схватывает его, если это подходящая добыча, либо отступает, принимая угрожающую позу: он круто загибает «хвост» над головогрудью и размахивает им из стороны в сторону. Добыча схватывается клешнями педипальп и подводится к хелицерам.

Скорпионы принадлежат к живородящим животным, проделывая прямое развитие без метаморфоза. Самка носит на себе молодь и проявляет большую заботливость к своему потомству. Скорпион Император — родом из Африки. Это скорпион является крупнейшим в мире и живет до восьми лет. Длина императора скорпиона составляет около 20 см. Этот скорпион является одним из популярных экзотических домашних животных из-за низкой токсичностью его яда, а также из-за его длительной продолжительности жизни.

 

                                       скорпион император

                                      самка с детенышами

                                   пестрый скорпион

На Кавказе, Нижнем Поволжье и по всей Средней Азии обычен пестрый скорпион (Buthus eupeus), образующий ряд подвидов. Он буро-желтый с темными пятнами и продольными полосами на спине, до 6, 5 мм длиной. В Крыму, особенно на Южном берегу, нередок крымский скорпион (Euscorpius tauricus), свойственный только Крыму. Он светложелтый, клешни узкие, буроватые, длина 35—40 мм. В Западном Закавказье обычен мингрельский скорпион (Е. mingjelicus), красновато-коричневый, более светлый снизу, до 40 мм длиной. На Черноморском побережье Кавказа живет еще итальянский скорпион (Е. italicus), красно-бурый или почти черный.

Взгляните на мир глазами прыгающего паука — и другими органами чувств

Представьте, что вы видите мир в основном в оттенках серого — и к тому же немного размытым. Но этот вид простирается так далеко в стороны, что вы даже можете различить смутные очертания и движение позади себя; не нужно крутить головой! Единственный цвет, который вы видите, попадает в яркий X-образный всплеск, который движется вместе с вашим взглядом. В центре этого X все четко и ясно. Это одно маленькое окно с четкими, красочными деталями в прозрачном сером мире.

Это немного похоже на просмотр плохо сфокусированного черно-белого фильма на 3D-экране IMAX, огибающем всю комнату. Цвет высокой четкости появляется только там, где вы наводите небольшой прожектор.

Это мир прыгающих пауков.

Их семейство включает более 6000 известных видов. Их два больших передних глаза делают очаровательные крупные планы. Но эти пауки наиболее известны своими веселыми яркими брачными танцами и своими крошечными размерами. Действительно, некоторые из них меньше кунжутного семени.

В последнее время ученые обнаружили, что в этих крошечных паукообразных есть гораздо больше, чем они когда-то предполагали. С помощью инновационных экспериментов исследователи выясняют, как эти пауки видят, чувствуют и пробуют окружающую среду.

«Часть того, почему я изучаю насекомых и пауков, — это акт воображения, который необходим, чтобы действительно попытаться попасть в совершенно чужой мир… и [] перцептивную реальность этих животных», — говорит Натан Морхауз. Он визуальный эколог из Университета Цинциннати в Огайо.

Взгляд на мир глазами паука

У пчел и мух сложные глаза. Они объединяют информацию со своих сотен или тысяч линз в единое мозаичное изображение. Но не прыгающий паук. Как и у других пауков, его камерные глаза больше напоминают глаза человека и большинства других позвоночных. Каждый из глаз этих пауков имеет одну линзу, которая фокусирует свет на сетчатке.

Два основных глаза пауков-прыгунов, обращенные вперед, имеют невероятно высокое разрешение для существ, размеры всего тела которых обычно составляют от 2 до 20 миллиметров (от 0,08 до 0,8 дюйма). Тем не менее, их зрение острее, чем у любого другого паука. Это также секрет их преследования и нападения на добычу с впечатляющей точностью. Их зрение сравнимо со зрением гораздо более крупных животных, таких как голуби, кошки и слоны. На самом деле, человеческое зрение всего в 5-10 раз лучше, чем у прыгающего паука.

Восемь глаз прыгающего паука, увеличенное сверху с помощью сканирующего электронного микроскопа. Когда они работают вместе, эти глаза предлагают почти 360-градусный обзор мира. Большие, обращенные вперед основные глаза имеют самое высокое разрешение, известное для такого маленького животного. . «С точки зрения размера к размеру, — говорит она, — просто нет никакого сравнения с той пространственной остротой, которой могут достичь глаза прыгающего паука». Нельсон изучает прыгающих пауков в Кентерберийском университете. Это в Крайстчерче, Новая Зеландия.

Однако это острое зрение покрывает лишь небольшую часть поля зрения пауков. Каждый из этих двух основных глаз видит лишь узкую бумерангообразную полоску мира. Вместе они образуют букву «Х» цветового зрения с высоким разрешением. Рядом с каждым из этих глаз есть меньший, менее острый глаз. Эта пара сканирует широкое поле зрения, но только в черно-белом режиме. Они ищут вещи, которые могут потребовать внимания этих больших глаз с высоким разрешением.

С каждой стороны головы паука есть еще пара глаз с более низким разрешением. Они позволяют пауку наблюдать за тем, что происходит позади него. В совокупности восемь глаз обеспечивают почти 360-градусный обзор мира. И это большое преимущество для маленького животного, которое одновременно является и охотником, и добычей. Действительно, паук-скакун мог бы счесть наше поле зрения в 210 градусов довольно жалким.

Но в остальном визуальный мир паука-скакуна не так уж отличается от нашего. Основные глаза животного и первый набор вторичных глаз вместе выполняют в основном ту же работу, что и наши два. Они сочетают периферическое зрение с низким разрешением с центральным зрением высокой остроты. Подобно этим паукам, мы сосредотачиваем свое внимание на относительно небольшой области и по большей части игнорируем все остальное, пока что-то не привлечет наше внимание.

Педагоги и родители, подпишитесь на шпаргалку

Еженедельные обновления, которые помогут вам использовать Новости науки исследует в учебной среде

Спасибо за регистрацию!

При регистрации возникла проблема.

Совместный просмотр

Каждая из четырех пар глаз прыгающего паука выполняет свою работу. Тем не менее, они работают вместе, как одна команда. «Мне очень интересно, как [эти] глаза взаимодействуют друг с другом», — сказала Элизабет Джейкоб. Поведенческий эколог, она работает в Массачусетском университете в Амхерсте.

Джейкоб использует офтальмоскоп (Op-THAAL-muh-skoap). Этот тип устройства обычно используется для того, чтобы заглянуть в заднюю часть человеческого глаза. Ее модифицировали, чтобы создать трекер глаз для ее пауков. С помощью съемного клея она привязывает самку Phidippus audax  на конец небольшой пластиковой палочки. Затем она вешает палку с прыгающим пауком перед айтрекером. Сидя на маленьком шарике, паук смотрит на видеоэкран. Как только паук окажется на месте, Якоб проиграет видео. Пока паук наблюдает, Якоб записывает, как реагируют его главные глаза.

Для этого ее трекер направляет инфракрасный свет на сетчатку основных глаз. Это создает отражение. Во время воспроизведения видео камера записывает отражение X-образного поля зрения паука. Позже это отражение будет наложено на видео, которое смотрел паук. Это точно показывает, на чем были сосредоточены основные глаза паука. Просмотр комбинированного видео предоставляет людям портал, через который они могут начать познавать визуальный мир паука.

Джейкоб и ее коллеги пытаются определить, какие объекты, рассматриваемые вторичными глазами, заставят паука повернуть эти основные глаза для более четкого взгляда. Этот тест помогает. Это больше, чем просто смотреть на то, как глаза работают вместе; он также понимает, что важно для прыгающего паука.

«Очень интересно посмотреть, что привлекает их внимание, — говорит Джейкоб. Это «маленькое окно в их разум».

Зрение паука

Даниэль Дэй

Этот паук-скакун смотрит видео сверчка, а устройство отслеживания глаз записывает, куда сфокусированы его основные глаза. Затем исследователи добавляют другие формы с учетом вторичных глаз паука. Только когда они видят растущий овал, главные глаза перемещают свои основные глаза, опасаясь возможного приближения хищника.

Посмотрите, что видят передние глаза паука-прыгуна в этом видео, снятом с помощью устройства отслеживания глаз. Эти глаза остаются приклеенными к изображению сверчка — до тех пор, пока вторичные боковые глаза не замечают увеличивающуюся в размерах овальную форму. Это хищник? Чтобы выяснить это, основные глаза теперь перемещают свой взгляд.

Сначала на экране появляется силуэт сверчка — аппетитная еда — . Вы можете сказать, когда основные глаза паука остановились на сверчке, потому что бумеранги начинают шевелиться. Они быстро сканируют силуэт.

Чтобы выяснить, что может отвлечь внимание паука от этой потенциальной еды, Джейкоб добавляет другие изображения в область экрана, находящуюся в поле зрения вторичных глаз. Есть интерес к черному овалу? Неа. Может черный крест? Или еще один крикет? Не впечатлил. Как насчет черного овала, который сжимается? Все еще нет. Что делать, если овал становится больше? Бинго: Бумеранги быстро перелетают к расширяющемуся овалу, чтобы лучше рассмотреть.

Основные глаза паука-прыгуна могут сосредоточиться на подготовке к нападению на обед, в то время как другие глаза замечают и игнорируют любое количество менее важных вещей. Но если эти вторичные глаза замечают что-то, что становится больше, что ж, это может быть приближающийся хищник, требующий немедленного внимания.

У них отличная способность предупреждать — и тактика, которая может вызвать зависть у легко отвлекающегося человека. «Мы все время плаваем в море потенциальных раздражителей, — говорит Джейкоб. Это помогает сосредоточиться на важных вещах, игнорируя другие, которые, вероятно, не так важны. «Это, безусловно, знакомо любому человеку, пытающемуся сосредоточиться на чтении одной вещи».

Якоб и ее команда описали свои выводы 16 апреля 2021 года в  Journal of Experimental Biology .

Прожектор на цвете

Люди и многие другие приматы обладают исключительным цветовым зрением. Большинство людей могут видеть три цвета — «красный, синий и зеленый» — и все оттенки, полученные из их различных комбинаций. Многие другие млекопитающие обычно видят лишь некоторые оттенки синего и зеленого света. Многие пауки также имеют грубую форму цветового зрения, но для них оно обычно основано на зеленых и ультрафиолетовых оттенках. Это расширяет их зрение до темно-фиолетового конца спектра — далеко за пределы того, что могут видеть люди. Он также покрывает синие и фиолетовые оттенки между ними.

Некоторые пауки-прыгуны видят даже больше.

Во время работы в Университете Питтсбурга в Пенсильвании Морхауз руководил группой, которая узнала, что у некоторых видов этих пауков есть фильтр , зажатый между двумя слоями чувствительных к зеленому свету рецепторов. Это позволяет паукам обнаруживать красный свет в небольшой области в центре поля зрения их основных глаз. Это добавляет красных, оранжевых и желтых оттенков в их мир. Это означает, что их зрение включает в себя более широкую радугу цветов, чем мы можем видеть.

Видеть красный цвет может быть удобно, так как он часто используется в качестве предупреждения. У пауков-прыгунов способность видеть красный цвет могла развиться как способ избежать ядовитой добычи. Но как только этот новый цветной мир стал доступен паукам, говорит Морхауз, они нашли ему хорошее применение — в ухаживании.

Используя айтрекер Джейкоба, Морхауз выясняет, что интересует самок прыгающих пауков в красочных, неистовых танцах, которые самцы используют, чтобы ухаживать за ними. Он обнаружил, что, играя с ее разными глазами, женихи используют сочетание движения и цвета, чтобы привлечь и удержать внимание женщины.

Она может видеть красные, оранжевые и желтые оттенки только в центре своего основного глаза в форме бумеранга. Если он не сможет привлечь внимание ее второстепенных глаз движением, она не обратит на него свои основные глаза. А если нет, то, возможно, она никогда не увидит его сказочно ярких черт лица. Для мужчины это может быть вопросом жизни и смерти. Почему? Невпечатленная самка может решить приготовить из него еду вместо партнера.

Самцы одного из видов, изученных Морхаусом, имеют ослепительно красное лицо и красивые лимонно-зеленые передние ноги. Тем не менее, самок больше всего впечатляют оранжевые колени на третьей паре ног самцов. Когда самец впервые замечает самку, он поднимает передние лапы, как будто направляет самолет в ворота. Затем он мечется из стороны в сторону, надеясь привлечь внимание ее второстепенных глаз. Когда она поворачивается в его сторону, он подходит ближе и начинает щелкать суставами запястий на концах поднятых передних конечностей. Вы почти можете услышать, как он говорит: «Эй, леди, сюда!»

Включите звук, чтобы услышать, как самец паука-прыгуна стучит, царапает и жужжит, чтобы произвести впечатление на потенциальную пару. Колебания, которые он производит ногами и брюшком, передаются по земле к самке. Исследователи могут подобрать эти сейсмические песни с помощью лазерной виброметрии.

Элиас измеряет вибрацию нейлоновой поверхности и переводит ее в то, что люди могут услышать. Это показывает акустический шквал ударов, царапин и гудения. В то же время Элиас записывает видео ухаживания в замедленной съемке. Это позволяет ему позже изучить, как звук и движение самца синхронизируются. Он обнаруживает, что самец исполняет то, что по сути является миниатюрным барабанным соло — идеально сочетающимся с его движениями и ударами.

Без технологий, по словам Элиаса, он не смог бы открыть «этот секретный мир». Его команда описала то, что она узнала, в выпуске Journal of Arachnology от 23 февраля 2021 года.

Мир паука-скакуна наполнен вибрациями, проникающими сквозь землю. Но поскольку эти вибрации ощущаются по-разному в зависимости от того, на чем стоит паук, все может быстро меняться, когда он прыгает с листа на камень и на землю.

Таким образом, весь сенсорный мир пауков постоянно меняется. Тем не менее, они адаптируются, не теряя ни секунды.

Хорошие вибрации

Самец паука-скакуна изо всех сил старается привлечь и удержать внимание потенциального партнера. Он постукивает передними лапами и вибрирует животом с разной скоростью (измеряется в герцах или Гц). Таким образом, самец может издавать удары, царапанье и жужжание. Исследователи могут уловить эти сейсмические сигналы с помощью лазерной виброметрии.

D. ЭЛИАС ET AL/J. ЭКСП. БИОЛ. 2003
Пробуй мир на вкус с каждым шагом

Ноги прыгающих пауков также играют роль во вкусе. Каждая нога содержит химические датчики. Таким образом, они «пробуют на вкус все, по чему идут», объясняет Элиас.

Очень мало известно об этом аспекте чувств прыгающего паука. Но последняя работа лаборатории Тейлора во Флориде предполагает, что самцы, возможно, надеются попробовать на вкус следы потенциальных партнеров.

Большинство пауков-прыгунов не плетут сети для поимки добычи. Вместо этого они преследуют и набрасываются. Но во время путешествия пауки постоянно прокладывают нить шелка. Это своего рода страховочная веревка на случай, если они упадут или им нужно будет быстро сбежать. И в своем новом исследовании Тейлор и ее коллеги обнаружили мужчину 9.0031 H. pyrrithrix  паук чувствовал шелковую нить самки, когда наступал на нее.

Сейчас они проверяют, может ли паук-самец определить, оставил ли этот шелковый след самка, которая может захотеть спариваться с ним. Знание этого может быть удобным, потому что, если бы она уже спарилась, эта женщина могла бы рассматривать его не как жениха, а как обед.

Группа Тейлора поделилась своими выводами 29 июля 2021 года в Journal of Arachnology ,

«Чем больше мы узнаем, тем сложнее становится», — говорит Тейлор. Пауки-прыгуны «настолько визуальны, и происходит так много вибрационных вещей. А потом химия. Трудно представить, что [их мир] не был бы просто ошеломляющим».

Тем не менее, пауки-прыгуны неплохо справляются с этим сенсорным потоком. Они живут почти везде. Вы, скорее всего, видели его, возможно, в своем собственном доме. Несмотря на то, что они такие маленькие, их легко идентифицировать, если вы знаете, что ищете  — или что они ищут .

«В следующий раз, когда вы увидите паука посреди стены и посмотрите на него, он повернется и посмотрит на вас, это будет паук-прыгун», — говорит Нельсон из Кентерберийского университета. «Он обнаружил ваше движение к нему своими вторичными глазами. И проверяет тебя».

Прыгающие тигры

Одна вещь, для которой пауки-прыгуны используют свое удивительно хорошее зрение, — это прыжки. Эти охотники не строят сети. Вместо этого они выслеживают добычу, а затем быстро и точно набрасываются на нее. Во времена китайской династии Мин, более 500 лет назад, эти пауки стали известны как «летающие тигры».

Начиная со средней башни на этой платформе, паук-скакун прокладывает курс, чтобы добраться до единственного ящика с едой. Ей приходится отходить от цели и терять ее из виду, но ей это все же удается. Исследователи называют это планированием. КРЕСТ ET AL/FRONTIERS IN PSYCHOLOGY 2020, АДАПТИРОВАНО Т. ТИББИТСОМ

Сейчас ученые изучают, насколько уместно это прозвище. По крайней мере, одна группа видов прыгающих пауков планирует стратегические атаки. Они могут включать сложные обходные пути для достижения цели. Этот тип умной охоты обычно приписывают млекопитающим с большим мозгом, включая настоящих тигров.

«Некоторые вещи, которые они делают, могут не давать вам спать по ночам», — говорит Фиона Кросс из Кентерберийского университета. Это в Крайстчерче, Новая Зеландия. Кросс и известный эксперт по прыгающим паукам Роберт Джексон, также из Кентербери, протестировали пауков из этой группы (включая умные виды 9).0031 Бахромчатая порция ) . Они задавали им всевозможные задачи в лаборатории.

В одном из них они помещают паука на вершину башни на платформе (показанной здесь), окруженной водой. Пауки-скакуны по возможности избегают воды. С насеста паук может видеть еще две башни. Один увенчан коробкой с добычей. У другого есть коробка с опавшими листьями. К обоим можно добраться с платформы по приподнятой дорожке с несколькими поворотами. После просмотра сцены большинство пауков спускаются по башне и выбирают правильный путь к цели   — даже если для этого нужно сначала уйти от цели, потерять добычу из виду и сначала пройти начало неправильной дорожки.

Это говорит о том, что эти пауки способны планировать, утверждают Кросс и Джексон в статье 2016 года. Пауки придумывают стратегию, а затем осуществляют ее. —  Бетси Мейсон

Силовые слова

Подробнее о сильных словах

3-D : Сокращение от трехмерного. Этот термин является прилагательным для чего-то, что имеет характеристики, которые можно описать в трех измерениях — высоте, ширине и длине.

акустический : Имеющий отношение к звуку или слуху.

пришелец : Неместный организм. (в астрономии) Жизнь в отдаленном мире или из него.

паукообразные : Группа беспозвоночных животных, в которую входят пауки, скорпионы, клещи и клещи. У многих есть шелковые или ядовитые железы.

арахнология : Изучение беспозвоночных животных, включая пауков, скорпионов, клещей и клещей. У многих есть шелковые или ядовитые железы.

внимание : Феномен сосредоточения умственных ресурсов на конкретном объекте или событии.

эколог-бихевиорист : Ученый, изучающий, как поведение животных связано с местом их обитания.

биология : Изучение живых существ. Ученые, изучающие их, известны как биологи.

химическое вещество : Вещество, состоящее из двух или более атомов, которые соединяются (связываются) в фиксированной пропорции и структуре. Например, вода — это химическое вещество, образующееся при соединении двух атомов водорода с одним атомом кислорода. Его химическая формула H 2 O.

химия : Область науки, изучающая состав, структуру и свойства веществ и то, как они взаимодействуют. Ученые используют эти знания для изучения незнакомых веществ, для воспроизведения большого количества полезных веществ или для разработки и создания новых и полезных веществ.

коллега : Тот, кто работает с другим; коллега или член команды.

соединение : (часто используется как синоним химического вещества) Соединение представляет собой вещество, образующееся при соединении (связи) двух или более химических элементов в фиксированных пропорциях.

эколог : Ученый, работающий в области биологии, изучающей отношения организмов друг к другу и к их физическому окружению.

окружающая среда : Сумма всех вещей, которые существуют вокруг какого-либо организма или процесса и условий, которые эти вещи создают. Окружающая среда может относиться к погоде и экосистеме, в которой живет какое-либо животное, или, возможно, к температуре и влажности (или даже к размещению вещей поблизости от интересующего объекта).

семейство : Таксономическая группа, состоящая как минимум из одного рода организмов.

поле : Область исследования, как в: Ее область исследований — биология . Также термин для описания реальной среды, в которой проводятся некоторые исследования, например, в море, в лесу, на вершине горы или на городской улице. Это противоположность искусственной обстановке, такой как исследовательская лаборатория.

фокус : (в видении, глагол, «сосредоточиться») Действие, предпринимаемое глазами человека для адаптации к свету и расстоянию, что позволяет ему ясно видеть объекты.

оттенок : Цвет или оттенок какого-либо цвета.

информация : (в отличие от данных) Предоставленные факты или тенденции, полученные в отношении чего-либо или кого-либо, часто в результате изучения данных.

инфракрасный : Тип электромагнитного излучения, невидимый человеческому глазу. Название включает латинский термин и означает «ниже красного». Инфракрасный свет имеет длину волны больше, чем видимый человеку. Другие невидимые длины волн включают рентгеновские лучи, радиоволны и микроволны. Инфракрасный свет имеет тенденцию регистрировать тепловую сигнатуру объекта или окружающей среды.

лазер : Устройство, генерирующее интенсивный пучок когерентного света одного цвета. Лазеры используются для сверления и резки, выравнивания и направления, для хранения данных и в хирургии.

линза : (в биологии) Прозрачная часть глаза за цветной радужной оболочкой, которая фокусирует входящий свет на светопоглощающую мембрану в задней части глазного яблока. (в физике) Прозрачный материал, который может фокусировать или рассеивать параллельные лучи света, проходящие через него.

млекопитающее : Теплокровное животное, отличающееся наличием шерсти или меха, выделением молока самками для кормления своих детенышей и (обычно) вынашиванием живых детенышей.

материя : Что-то, что занимает пространство и имеет массу. Все на Земле, имеющее материю, будет иметь свойство, описываемое как «вес».

мозаика : Что-то, сделанное из набора различных типов объектов.

мышца : Тип ткани, используемой для обеспечения движения путем сокращения ее клеток, известных как мышечные волокна. Мышцы богаты белком, поэтому хищные виды ищут добычу, содержащую много этой ткани.

Новая Зеландия : островное государство в юго-западной части Тихого океана, примерно в 1500 км к востоку от Австралии. Его «материк», состоящий из Северного и Южного островов, весьма вулканически активен. Кроме того, в состав страны входит множество гораздо более мелких прибрежных островов.

нейлон : шелковистый материал, сделанный из длинных искусственных молекул, называемых полимерами. Это длинные цепочки атомов, соединенных вместе.

периферическое зрение : Зрение, возникающее вдоль внешних краев направления, в котором смотрит человек. В этих внешних или периферийных областях объекты могут казаться более размытыми и слабо очерченными. Например, часто бывает трудно точно определить цвет, размер и форму объектов, видимых в периферийном поле зрения.

плоскость : (в математике) Плоская двумерная поверхность, имеющая длину и ширину, но не глубину. Плоскость также простирается бесконечно во всех направлениях.

пластмасса : любой из серии легко деформируемых материалов; или синтетические материалы, изготовленные из полимеров (длинных цепочек молекул из строительных блоков), которые имеют тенденцию быть легкими, недорогими и устойчивыми к деградации.

хищник : (прилагательное: хищный) Существо, которое охотится на других животных за большую часть или всю свою пищу.

добыча : (сущ.) Виды животных, поедаемые другими. (v.) Нападать и поедать другой вид.

приматы : Отряд млекопитающих, который включает людей, человекообразных обезьян, мартышек и родственных им животных (таких как долгопяты, даубентонии и другие лемуры).

психология : (прил. психологический) Изучение человеческого разума, особенно в отношении действий и поведения. Для этого некоторые проводят исследования с использованием животных. Ученые и специалисты в области психического здоровья, работающие в этой области, известны как психологи.

отозвать : запомнить.

рецептор : (в биологии) Молекула в клетках, которая служит стыковочной станцией для другой молекулы. Эта вторая молекула может активировать какую-то особую активность клетки.

разрешение : (в оптике) Термин, относящийся к степени ясности или детализации, с которой можно увидеть какой-либо объект. (v. разрешать)

сетчатка : Слой в задней части глазного яблока, содержащий клетки, чувствительные к свету и запускающие нервные импульсы, которые проходят по зрительному нерву в мозг, где формируется визуальное изображение.

море : Океан (или регион, являющийся частью океана). В отличие от озер и ручьев, морская вода — или вода океана — соленая.

датчик : (в биологии) Структура, которую организм использует для восприятия атрибутов окружающей среды, таких как тепло, ветер, химические вещества, влажность, травма или нападение хищников.

шелк : Тонкое, прочное, мягкое волокно, сплетенное рядом животных, таких как шелкопряды и многие другие гусеницы, муравьи-ткачи, ручейники и пауки.

пространственный : Прилагательное для вещей, связанных с пространством, где что-то находится, или с отношениями в пространстве между двумя или более объектами.

виды : Группа сходных организмов, способных производить потомство, способное выживать и воспроизводиться.

спектр : (множественное число: спектры) Диапазон связанных вещей, которые появляются в некотором порядке. (по свету и энергии) Диапазон видов электромагнитного излучения; они охватывают диапазон от гамма-лучей до рентгеновских лучей, ультрафиолетового света, видимого света, инфракрасной энергии, микроволн и радиоволн.

паук : вид членистоногих с четырьмя парами ног, которые обычно плетут шелковые нити, которые они могут использовать для создания паутины или других структур.

стратегия : продуманный и умный план для достижения какой-то трудной или сложной цели.

тактика : Действие или план действий для достижения определенного подвига.

вкус : Одно из основных свойств, которое организм использует для восприятия окружающей среды, особенно пищевых продуктов, с помощью рецепторов (вкусовых рецепторов) на языке (и некоторых других органах).

технология : Применение научных знаний для практических целей, особенно в промышленности, или устройства, процессы и системы, являющиеся результатом этих усилий.

привязь : Галстук или шнур, который свободно закрепляет какой-либо объект в полуфиксированном положении. Или процесс привязывания какого-либо предмета к шнуру, который будет удерживать его свободно прикрепленным к этому положению. (Возьмем детский мячик для игры, в котором веревка прикреплена к мячу на одном конце, а анкерный стержень — на другом.)

инструмент : Предмет, который человек или другое животное изготавливает или получает, а затем использует для достижения какой-либо цели, такой как добыча пищи, самозащита или уход за собой.

токсичный : Ядовитый или способный повредить или убить клетки, ткани или целые организмы. Мерой опасности такого яда является его токсичность.

ультрафиолетовый : часть светового спектра, близкая к фиолетовому, но невидимая человеческому глазу.

позвоночные : Группа животных с мозгом, двумя глазами и жестким нервным шнуром или позвоночником, идущим по спине. В эту группу входят амфибии, рептилии, птицы, млекопитающие и большинство рыб.

виброметр : Сокращение от виброметра, это устройство, которое измеряет интенсивность (амплитуду) вибраций (или сотрясений) в каком-либо твердом теле, например металлической поверхности или земле. Практика выполнения этих измерений известна как виброметрия.

Цитаты

Журнал:​ Э. Хамбель, Р.Т. Кимбалл и Л.А. Тейлор .  Самцы реагируют на переносимые по субстрату, а не по воздуху, химические сигналы самок паука-прыгуна Habronattus pyrrithrix  (Araneae: Salticidae). Журнал арахнологии . Том. 49, 29 июля 2021 г., с. 262. doi: 10.1636/JoA-S-20-055.

Журнал: М. Брюс и др. Внимание и отвлечение в модульной зрительной системе прыгающего паука. Журнал экспериментальной биологии . Том. 224, 16 апреля 2021 г. doi: 10.1242/jeb.231035.

Журнал:​ C. Rivera et al. Сложные ухаживания в группе Habronattus clype atus (Araneae: Salticidae). Журнал арахнологии . Том. 48, 23 февраля 2021 г. doi: 10.1636/JoA-S-18-045.

Журнал: F. Cross et al. Интеллект членистоногого? Дело для Порции. Границы психологии . 14 октября 2020 г. doi: 10.3389/fpsyg.2020.568049.

Журнал:​ Ф. Кросс и Р. Джексон. Выполнение намеченных обходов хищниками-паукоядными. Журнал экспериментального анализа поведения . Том. 105, январь 2016 г., с. 194. doi: 10.1002/jeab.189.

Журнал: Д. Зурек и др. . Спектральная фильтрация обеспечивает трихроматическое зрение у разноцветных прыгающих пауков. Современная биология . Том. 25, 18 мая 2015 г., с. Р403. doi: 10.1016/j.cub.2015.03.033.

Бетси Мейсон — независимый научный журналист из района залива Сан-Франциско. Она является соавтором книги All Over the Map 9.0448 и картографический сайт Map Dragons.

Как органы чувств прыгающих пауков улавливают мир за пределами нашего восприятия

Представьте, что мир окрашен в оттенки серого и немного размыт, как будто ваше паршивое периферийное зрение взяло верх. Это размытое поле зрения простирается так далеко, что вы можете различать смутные формы и движения позади себя; не нужно крутить головой. Единственное яркое пятно — это X-образный всплеск цвета, который перемещается вместе с вашим взглядом. В центре этого всплеска все четко и ясно  — маленькое окно с четкими, красочными деталями в прозрачном сером пейзаже.

Добавьте несколько травинок размером с секвойи, и вы получите представление о том, как выглядит мир через восемь глаз прыгающего паука. Это может быть немного похоже на просмотр плохо сфокусированного черно-белого фильма на 3D-экране IMAX, который охватывает всю комнату, в то время как вы держите прожектор, излучающий цвет высокой четкости, куда бы вы его ни направили. Другими словами, это очень, очень странно, по крайней мере, по сравнению с нашим двуглазым человеческим взглядом.

Пауки-прыгуны, принадлежащие к семейству Salticidae, наиболее известны своими уморительно яркими брачными танцами, большими передними глазами, позволяющими делать очаровательные крупные планы, и крошечными размерами — некоторыми из более чем 6000 известных видов пауков-скакунов. меньше кунжутного семени.

Но ученые обнаруживают, что у этих миниатюрных паукообразных гораздо больше возможностей. Исследователи получают представление о том, каково это быть другим животным, проводя инновационные эксперименты, чтобы глубже проникнуть в жизнь этих пауков, исследуя их способность видеть, чувствовать и ощущать вкус.

Подпишитесь на последние из

Science News

Заголовки и резюме последних Science News статей, доставленных на ваш почтовый ящик

«Часть того, почему я изучаю насекомых и пауков, — это акт воображения, который необходим, чтобы действительно попытаться проникнуть в совершенно чужой мир, разум и перцептивную реальность этих животных», — говорит визуальный эколог Натан Морхаус из Университета Цинциннати.

Глаз паука 

В отличие от пчел и мух, у которых есть сложные глаза, которые объединяют информацию от сотен или тысяч линз в единое пикселизированное мозаичное изображение, у паука-скакуна есть глаза камерного типа, подобные глазам человека и большинства другие позвоночные. Каждый глаз паука имеет одну линзу, которая фокусирует свет на сетчатке.

Основные глаза  — «большие глаза, обращенные вперед, которые просто умоляют нас антропоморфизироваться» — имеют невероятно высокое разрешение для существ, длина которых обычно составляет от 2 до 20 миллиметров. Их зрение острее, чем у любого другого паука, и в этом секрет их способности выслеживать и набрасываться на добычу с впечатляющей точностью. Их зрение сравнимо со зрением гораздо более крупных животных, таких как голуби, кошки и слоны. На самом деле, острота зрения человека лишь примерно в 5-10 раз лучше, чем у прыгающего паука.

Восемь глаз прыгающего паука, увеличенные с помощью сканирующего электронного микроскопа, в совокупности дают почти 360-градусный обзор мира. Большие, обращенные вперед основные глаза видят в цвете и имеют самое высокое разрешение, известное для такого маленького животного. — говорит исследователь поведения животных Химена Нельсон, изучающая прыгающих пауков в Кентерберийском университете в Крайстчерче, Новая Зеландия. «С точки зрения размера к размеру, просто нет никакого сравнения с типом пространственной остроты, которой могут достичь прыгающие глаза паука».

Но это острое зрение покрывает лишь небольшую часть поля зрения паука. Каждый из двух главных глаз видит узкую бумерангообразную полоску мира. Вместе они образуют букву «Х» цветового зрения с высоким разрешением. Соседняя пара меньших, менее острых глаз сканирует широкое поле зрения в черно-белых тонах, высматривая вещи, которые требуют внимания больших глаз с высоким разрешением.

По бокам головы паука находятся еще две пары глаз с более низким разрешением, которым позавидует любой родитель-человек. Они позволяют пауку следить за тем, что происходит позади него, почти на 360 градусов, что является реальным преимуществом для маленького животного, которое одновременно является и охотником, и добычей. Действительно, паук-скакун мог бы счесть наше поле зрения в 210 градусов довольно жалким.

Но в остальном визуальный мир паука-скакуна не так уж отличается от нашего. Основные глаза животного и первый набор вторичных глаз вместе выполняют в основном ту же работу, что и наши два глаза с нашим центральным зрением с высокой остротой и периферийным зрением с низким разрешением. Подобно пауку, мы сосредотачиваем свое внимание на относительно небольшой области и по большей части игнорируем все остальное, пока что-то не привлечет наше внимание.

«Я считаю их абсолютно идентичными», — говорит Нельсон. «Решение прыгающего паука — это именно то решение, которое мы приняли. Они просто приняли его в гораздо меньшей степени».

Придание бокового глаза

Каждая из четырех пар глаз паука-скакуна выполняет свою работу и ведет себя независимо, но все они работают вместе. Это сотрудничество открывает интригующие исследовательские возможности для поведенческого эколога Элизабет Джейкоб из Массачусетского университета в Амхерсте. «Мне очень интересно, как взаимодействуют глаза», — говорит она.

Джейкоб использует модифицированный офтальмоскоп, чтобы создать устройство для отслеживания глаз паука. С помощью съемного клея она привязывает самку Phidippus audax на конец небольшой пластиковой палочки. Затем она вешает палку с пауком перед айтрекером, паук сидит на маленьком шарике и смотрит на видеоэкран. Как только паук окажется на месте, Якоб проиграет видео. Пока паук наблюдает, она записывает, как реагируют главные глаза.

Трекер направляет инфракрасный свет на сетчатку основных глаз, в то время как видеокамера записывает отраженное X-образное поле зрения. Отражение позже накладывается на видео, которое просматривал паук, показывая, на чем именно были сосредоточены основные глаза паука. Для человека просмотр комбинированного видео подобен заглядыванию через портал в визуальный мир паука.

Джейкоб выявляет отношения между глазами, показывая разные изображения разным парам глаз. В исследовании, опубликованном 15 апреля в Journal of Experimental Biology , Джейкоб и ее коллеги попытались определить, какие виды объектов, видимых вторичными глазами, побуждают паука поворачивать главные глаза для более четкого взгляда. Этот тест исследует не только то, как глаза работают вместе; он достигает того, что важно для прыгающего паука.

«Очень интересно посмотреть, что привлекает их внимание, — говорит Джейкоб. «Чтобы просто получить это маленькое окно в их разуме».

Сначала на экране появляется силуэт сверчка — привлекательная еда для прыгающего паука — . Вы можете сказать, когда основные глаза паука остановились на сверчке, потому что бумеранги начинают шевелиться, быстро сканируя силуэт, слегка поворачиваясь то в одну, то в другую сторону. Главные глаза паука могут выполнять такую ​​визуальную гимнастику, потому что сетчатка находится в задней части двух длинных, независимо движущихся трубок, каждая из которых управляется шестью мышцами.

Чтобы выяснить, что может отвлечь внимание паука от сверчка, Джейкоб добавляет другие изображения в область экрана, находящуюся в поле зрения дополнительных глаз. Есть интерес к черному овалу? Неа. Может черный крест? Или еще один крикет? Не впечатлил. Как насчет черного овала, который сжимается? Все еще нет. Что делать, если овал становится больше? Бинго: Бумеранги быстро перелетают к расширяющемуся овалу, чтобы лучше рассмотреть.

Основные глаза паука-прыгуна могут сосредоточиться на подготовке к нападению на обед, в то время как другие глаза замечают и игнорируют любое количество менее важных вещей. Но если эти вторичные глаза замечают что-то, что становится больше, что ж, это может быть приближающийся хищник, требующий немедленного внимания. Это отличный дизайн, который может вызвать зависть у легко отвлекающегося человека.

«Мы все время плаваем в море потенциальных раздражителей, — говорит Джейкоб. Один из способов отфильтровать эту информацию — расставить приоритеты, сосредоточив внимание на одних вещах, а не на других. «Это, безусловно, знакомо любому человеку, пытающемуся сосредоточиться на чтении одной вещи».

Как увидеть, что видит паук

Дэниел Дэй

Паук-прыгун, сидящий на шарике из пенопласта (и привязанный к месту с помощью пластиковой палки и съемного клея), смотрит видео, в то время как специальный датчик движения глаз записывает, куда смотрят основные глаза паука. Исследователи могут сказать, что паук-прыгун фокусирует свои основные глаза на силуэте сверчка, когда белый крестик приземляется и остается на сверчке, как показано на видео ниже. В то время как основные глаза фокусируются на сверчке, исследователи добавляют формы, такие как растущий или удаляющийся овал, в поле зрения второстепенных глаз. Только когда овал растет, главные глаза переключают свое внимание на овал. Объект, растущий на периферии, может оказаться приближающимся хищником.

В центре внимания цвет

Среди млекопитающих люди и многие другие приматы обладают исключительным цветовым зрением. Большинство людей могут видеть три цвета света — красный, синий и зеленый — и все различные комбинации оттенков между ними. Многие другие млекопитающие обычно видят лишь некоторые оттенки синего и зеленого света. У многих пауков также может быть грубая форма цветового зрения, но для них оно обычно основано на зеленом и ультрафиолетовом свете, который расширяет их зрение до темно-фиолетового конца спектра за пределы того, что могут видеть люди, и покрывает синие и фиолетовые оттенки в темноте. между.

Но некоторые пауки-прыгуны видят даже больше. Во время работы в Университете Питтсбурга Морхаус возглавлял группу, которая обнаружила, что у некоторых видов есть фильтр, зажатый между двумя слоями чувствительных к зеленому цвету фоторецепторов, который позволяет этим паукам обнаруживать красный свет в небольшой области в центре их основного поля зрения. зрения. Это добавляет в их мир красные, оранжевые и желтые оттенки, что вместе с УФ дает им еще более широкую радугу цветов, чем у людей.

Видеть красный цвет может быть удобно, так как он часто используется в качестве предупреждения, как в природе, так и в созданном человеком мире красных огней и знаков остановки. У пауков-прыгунов способность видеть красный цвет могла развиться как способ избежать ядовитой добычи. Но как только этот новый цветной мир стал доступен паукам, они нашли ему хорошее применение. «Эволюция цветового зрения, по-видимому, сопровождается быстрым использованием новых цветов, которые они могут видеть во время ухаживания», — говорит Морхауз.

Используя устройство отслеживания глаз Джейкоба, Морхауз тестирует самок прыгающих пауков, чтобы узнать, что их интересует в красочных, неистовых танцах, которые самцы используют, чтобы ухаживать за ними. Он обнаружил, что женихи используют комбинацию движения и цвета, которая кажется специально разработанной для того, чтобы привлечь и удержать внимание женщины, играя с ее разными глазами. Она может видеть цвет только в виде бумеранга своими основными глазами, а красный, оранжевый и желтый оттенки — только в центре. Если он не сможет привлечь внимание ее вторичных глаз движением, она не обратит на него свои основные глаза и, возможно, никогда не увидит его сказочно окрашенных черт лица. И для него это может быть вопросом жизни и смерти, потому что невпечатленная самка может решить приготовить вместо него еду.

Самцы одного из видов Morehouse Studies, Habronattus pyrrithrix , имеют ослепительно красное лицо и красивые лимонно-зеленые передние ноги. Тем не менее, самок больше всего впечатляют оранжевые колени на третьей паре ног самцов. Когда самец впервые замечает самку, он поднимает передние лапы, словно направляя самолет к воротам, и носится из стороны в сторону, надеясь привлечь внимание ее второстепенных глаз. Когда она поворачивается в его сторону, он подходит ближе и начинает щелкать суставами запястий на концах поднятых передних конечностей. Вы почти можете услышать, как он говорит: «Эй, леди, сюда!»

Как только он привлек ее внимание, появились оранжевые колени. «Они выдвигают их за спину, чтобы показать, что-то вроде прятки», — говорит Морхауз.

Включите звук, чтобы услышать, как самец паука-скакуна стучит, царапает и жужжит, чтобы произвести впечатление на потенциальную пару. Вибрации, которые он производит ногами и животом, посылаются через землю самке вне человеческого восприятия. Но исследователи могут подобрать сейсмические композиции с помощью лазерной виброметрии.

Чтобы подслушать сейсмические песни пауков, Элиас использует лазерный виброметр, аналогичный технологии, используемой в авиационной промышленности для измерения вибрации компонентов самолета. Он привязывает самку паука к нейлоновой поверхности, натянутой как барабанная пластина, а затем добавляет самца. Когда самец замечает самку, он начинает свою песню и танец, барабаня ногами по поверхности и вибрируя брюшком.

Виброметр измеряет вибрацию поверхности и переводит ее в звук, который слышит человек, выявляя акустический шквал ударов, скрежета и жужжания. Элиас одновременно записывает видео ухаживания со скоростью 1000 кадров в секунду, поэтому он может замедлить его, чтобы увидеть, как звук и движение синхронизируются. Это похоже на миниатюрное барабанное соло, идеально сочетающееся с взмахами и ударами паука.

«У нас нет доступа к этому без технологий», — говорит Элиас. «Это своего рода открытие этого секретного мира».

Хорошие вибрации

Самцы пауков-прыгунов упорно трудятся, чтобы привлечь и удержать внимание потенциального партнера. Постукивая передними лапами и покачивая животом с разной скоростью, измеряемой в герцах, самец может производить три типа сейсмических сигналов, которые исследователи могут уловить с помощью лазерной виброметрии.

D. ЭЛИАС ET AL/J. ЭКСП. БИОЛ. 2003

Сенсорный мир паука-скакуна наполнен вибрациями, исходящими от земли. Но поскольку эти вибрации ощущаются по-разному в зависимости от того, на чем стоит паук, все может быстро меняться, когда он прыгает с листа на камень и на землю.

Для людей, которые воспринимают звуковые вибрации в воздухе, а не в земле, Элиас представляет, что это может быть что-то вроде того, как сделать два шага и внезапно прислушаться сквозь воду, а затем еще два шага, и вы окружены пеной, а затем снова воздуха. Весь сенсорный мир пауков постоянно меняется, но они адаптируются, не теряя ни секунды.

Теперь возьмем этот инопланетный слуховой мир и добавим тот факт, что у прыгающих пауков также есть химические датчики на кончиках ног. «Они передвигаются, пробуя на вкус все, по чему ходят, — говорит Элиас.

Очень мало известно об этом аспекте сенсорной системы паука-скакуна, но последние исследования лаборатории Тейлора во Флориде, опубликованные 29 июля в Journal of Arachnology , предполагают, что пауки-самцы, возможно, надеются попробовать на вкус следы потенциальных партнеров. Большинство прыгающих пауков не плетут паутину, чтобы поймать добычу; вместо этого они преследуют и набрасываются. Но пауки постоянно прокладывают веревку из шелка, когда они передвигаются, что-то вроде страховочной веревки на случай, если они упадут или им нужно будет быстро сбежать.

В ходе нового исследования самец H. pyrrithrix чувствовал шелковую нить самки, когда наступал на нее. Лаборатория Тейлора в настоящее время проверяет, может ли паук-самец обнаружить разницу между шелковым следом, который приведет его к девственной самке, которая может захотеть спариваться с ним, и драглайном, оставленным самкой, которая уже спарилась и может предпочесть съесть его. .

«Чем больше мы узнаем, тем сложнее становится», — говорит Тейлор. Пауки-прыгуны «настолько визуальны, и происходит так много вибрационных вещей, а затем химия. Трудно представить, что это не было бы просто супер подавляющим».

Каким-то образом пауки-прыгуны довольно хорошо справляются с сенсорным потоком — они живут практически повсюду на Земле. Вы, скорее всего, видели его, возможно, в своем собственном доме. Несмотря на то, что они такие маленькие, их легко идентифицировать, если вы знаете, что ищете — или что они ищут.

«В следующий раз, когда вы увидите паука посреди стены и посмотрите на него, он повернется и посмотрит на вас, это будет паук-прыгун», — говорит Нельсон из Кентерберийского университета. «Он обнаружил ваше движение к нему своими вторичными глазами и проверяет вас».

Возможно, этот паук просто воображает, как выглядит мир для человека.

Летающие тигры

Одна из вещей, для которых пауки-прыгуны используют свое необычайно хорошее зрение, — это прыжки. Вместо того, чтобы строить сети, чтобы пассивно ловить пищу, пауки предпочитают охотиться. Их способность быстро и точно набрасываться на насекомых и других пауков принесла им прозвище «летающий тигр» более 500 лет назад во времена династии Мин в Китае.

Ученые выясняют, насколько уместно это прозвище. По крайней мере, одна группа видов пауков-скакунов планирует стратегические атаки, включающие тщательно продуманные обходные пути для достижения цели — «умное охотничье поведение, обычно приписываемое млекопитающим с большим мозгом, таким как настоящие тигры».

Начав со средней башни на этой платформе, паук-скакун прокладывает курс, чтобы добраться до единственного ящика с едой. Ей приходится отходить от цели и терять ее из виду, но ей это все же удается. Исследователи называют это планированием. CROSS ET AL/FRONTIERS IN PSYCHOLOGY 2020, АДАПТИРОВАНО Т. ТИББИТСОМ

«Некоторые вещи, которые они делают, могут не давать вам спать по ночам», — говорит арахнолог Фиона Кросс из Кентерберийского университета в Крайстчерче, Новая Зеландия. Кросс и известный эксперт по прыгающим паукам Роберт Джексон, также из Кентербери, протестировали эту группу видов, в том числе умных Portia fimbriata , со всевозможными испытаниями в лаборатории. В одном исследовании команда поместила паука на вершину башни на платформе (показанной здесь), окруженной водой, зная, что прыгающие пауки избегают воды, когда это возможно. С насеста паук мог видеть еще две башни: одну с ящиком с добычей, а другую с ящиком с опавшими листьями. Оба были доступны с платформы по приподнятой дорожке с несколькими поворотами. Осмотрев место происшествия, большинство пауков спускались по башне и выбирали правильный путь к цели  — даже если для этого требовалось сначала уйти от цели, потерять добычу из виду и сначала пройти начало неправильной дорожки.

Этот подвиг предполагает, что пауки способны планировать, утверждали Кросс и Джексон в 2016 году в Журнале экспериментального анализа поведения . Пауки придумали стратегию и реализовали ее. —  Бетси Мейсон

Паучье зрение — XIMENA NELSON

Визуальная обработка в уникальной модульной системе


Задача восприятия визуального мира — древняя проблема дизайна. К любой эффективной системе предъявляются три различных функциональных требования: животные должны обнаруживать объекты на большой площади окружающей среды, они должны достигать достаточного разрешения, чтобы идентифицировать их, и они должны уменьшать визуальную информацию до уровня, соответствующего способности их мозга воспринимать их. справиться.

Знакомые глаза позвоночных, такие как наши, — лишь одно из решений. Примечательно, что появилось по крайней мере 10 различных дизайнов. В целом их можно разделить на два класса, каждый из которых отвечает за конкурирующие задачи видения с высоким разрешением и обнаружения движения. У некоторых животных большие глаза, которые удовлетворяют обе функциональные потребности в одной структуре; это обязывает их выделять относительно большую часть своих нейронных ресурсов на массивную вычислительную нагрузку, которую создает такая система. Альтернативой является принятие дизайна, который разделяет задачи обработки движения и формы на отдельные специализированные системы. Полученный результат предъявляет гораздо более скромные вычислительные требования, подходящие для животных с маленьким мозгом.

Казалось бы, невозможное достижение высокой остроты зрения и большого поля зрения при скромных вычислительных мощностях было достигнуто только в одной группе. Пауки-скакуны развили уникальный «модульный» дизайн. Четыре или шесть вторичных глаз функционируют как детекторы движения, функционально аналогичные периферическому зрению у позвоночных. В совокупности они обеспечивают поле зрения почти на 360 градусов. Когда обнаруживается что-то интересное, паук разворачивается, чтобы направить два больших обращенных вперед основных глаза (аналог ямки). У этих животных длина тела составляет от 2 до 12 мм, а мозг вдвое меньше, чем у пчелы, однако их сложная зрительная система достигает остроты зрения, которая почти на порядок превосходит их ближайших соперников-насекомых и приближается к остроте зрения приматов. Это ошеломляющая демонстрация эволюционного дизайна и миниатюризации, которая, если бы ее поняли, заставила бы плакать наших лучших инженеров-робототехников.



Типичные поля зрения трех основных пар глаз современного солончакового паука. Справа: Желтый: передние срединные (AM или первичные) глаза. Розовый: переднебоковые (AL) глаза, включая область бинокулярного перекрытия. Светло-голубой: задние боковые (PL) глаза. Пунктирные линии указывают диапазон движения АМ-тубусов. Внизу: Красный: AM сетчатка в форме бумеранга. Зеленый: поля зрения AL. Фиолетовый: поля зрения PL.

Пауки имеют четыре пары простых (камерных) глаз, расположенных по-разному в зависимости от их филогении. В то время как пауки, строящие паутину, обладают относительно плохим зрением и в значительной степени полагаются на вибрации паутины, чтобы чувствовать и ловить добычу, самое многочисленное семейство пауков, пауки-прыгуны (Salticidae), развили очень острую модульную зрительную систему, которая играет центральную роль в их поведение.

Позвоночные животные могут позволить себе совмещать различные специализации в одной паре больших глаз, маленькие сальтициды разделяют задачи анализа пространственных деталей с высоким разрешением, обнаружения движения и восприятия цвета на разные пары глаз. Их большие, обращенные вперед главные глаза достигают пространственной остроты зрения (до 1/25 градуса), что не имеет себе равных у животных сопоставимого размера. Однако эта острота зрения покупается за счет широкого поля зрения, которое вместо этого обеспечивается 2 или 3 парами анатомически разных вторичных глаз. Эти глаза в первую очередь являются детекторами движения, но степень этой специализации была предметом споров. Мы исследовали обращенную вперед пару вторичных глаз, переднебоковые (AL) глаза.

Глаза AL особенно интересны тем, что они тоже имеют зону повышенной остроты зрения. Кроме того, они имеют широкое поле зрения с большой областью бинокулярного перекрытия, которая охватывает поле зрения основных глаз. Из-за комбинированных полей зрения вторичных глаз сальтициды могут воспринимать стимулы, охватывающие до 360 градусов, и выполнять характерные повороты ориентации, чтобы фиксировать стимулы во фронтальной зоне с высокой остротой зрения. В нашей работе мы используем этот «оптомоторный» рефлекс, чтобы детально проверить, как глаза AL обнаруживают движение и какое поведение они опосредуют.

Мы описали стимулы, вызывающие максимальную реакцию у самок и самцов, и продемонстрировали, что состояние голода увеличивает склонность ориентироваться на стимулы. Кроме того, мы показали, что глаза AL способны опосредовать хищнические атаки, и подробно описали отслеживающие движения тела, которые прыгающие пауки выполняют, чтобы удерживать движущиеся стимулы в центре их фронтального поля зрения. Кроме того, мы исследовали пределы движения, которые могут воспринимать глаза с AL, показывая, что они могут обнаруживать смещения стимула, которые на порядок меньше, чем можно было бы предположить на расстоянии между фоторецепторами, что имеет значение для изучения других зрительных систем. Кроме того, внутриклеточная электрофизиология характеристик временного отклика вторичных фоторецепторов глаза показывает, что они необычно быстры для наземных членистоногих.


Склонность пауков к ориентации при горизонтальном перемещении точечных стимулов с различными комбинациями размера, скорости и контраста предъявлялись передним боковым глазам.

Психометрические функции самок (черных) и самцов (серых) пауков, реагирующих на движущиеся цели разной контрастности. Точки данных представляют собой средний ответ ± SEM.

Мы также используем ай-трекер для наблюдения и записи движений сетчатки AM-глаз прыгающего паука (см. рисунок ниже).

Ниже : Паук, подвешенный к YRP, просматривает изображение, проецируемое с компьютера (проектор справа), а движения сетчатки записываются камерой ближнего инфракрасного диапазона (слева).
Правый : крестовина подвешена перед устройством отслеживания глаз.

Финансирование:

  • Королевское общество Новой Зеландии (Фонд Марсдена)
  • Австралийский исследовательский совет (проект Discovery)


Соответствующие публикации

Паук-прыгун перед светодиодом, предъявляющий световые стимулы, в то время как ответы фоторецепторов регистрируются стеклянным микроэлектродом.



Крупный план паука, наконечника электрода и светодиода.


Аспирант Даниэль Зурек работал над функцией AL-глаз.


Vision Spider — грили Classic, Professional, Signature Series — Магазин керамических грилей

Главная / Vision Spider — грили Classic, Professional, Signature Series

Vision Spider — грили Classic, Professional, Signature Series

Магазин керамических грилей

24,99 $

Количество:

Vision Spider подходит для грилей Vision Classic, Professional и некоторых грилей серии Signature, которые продаются в Sams Club, Home Depot и других торговых точках. Это грили Vision серии B, серии C и серии S с нержавеющей (нижней) решеткой для приготовления пищи диаметром от 19 до 19,5 дюймов.

Spider — это очень удобный многофункциональный прибор для вашего Vision Grill.

Подробная информация — нажмите вкладки

  • Подробности видео

  • Важно

  • Характеристики

Паук — это удобный аксессуар, обеспечивающий широкий диапазон гибкости. Пункты маркированного списка следуют за видео:

  • Паук Vision представляет собой кольцо с тремя ножками, используемое в качестве платформы для хранения других кухонных инструментов. Его можно поставить ножками вверх или вниз.
  • Используйте 15-дюймовый половинчатый керамический камень для создания прямой и непрямой установки под решеткой для приготовления пищи Vision Main.
  • Бросьте 13-дюймовую чугунную решетку, чтобы поджарить стейки рядом с огнем.
  • Установка непрямого нагрева для медленного и медленного приготовления барбекю, копчения с использованием 2 15-дюймовых половинных керамических камней или полного 13-дюймового керамического камня. Мы рекомендуем 2-15 вместо полных 13, если ваша чаша для огня достаточно широкая, проверьте подробности в спецификациях.
  • Вок из углеродистой стали диаметром 16 дюймов для горячих и быстрых азиатских поваров. Можно поднимать или опускать с помощью Spider по вашему выбору.
  • Поместите паука для облегчения переворачивания и переворачивания гамбургеров на 18-дюймовую чугунную решетку.

Мы рекомендуем вам проверить следующие размеры, чтобы убедиться, что Vision Spider подходит к вашему грилю Vision. Оба размера относятся к верхней части топки, см. ниже:

  • A: Внутренний диаметр гриля должен быть больше 19 дюймов
  • .
  • B: внутренний диаметр топки должен быть больше 16,25 дюйма и меньше 17,25 дюйма.

Чтобы принадлежности (решетки для обжаривания, камни, сковороды и воки) помещались внутри ножек Spider, их диаметр должен быть меньше 15,30 дюймов. Все размеры +/- 3/32″.

Лучше всего положить одну из лап Паука под откидную часть нижней решетки.

Характеристики ножек Spider:

  • В нижнем положении Vision Spider опускается прибл. 2 дюйма в чашу для костра, достаточно места для камня и поддона для сбора капель глубиной 1 дюйм.
  • В верхнем положении Vision Spider приподнимается примерно на 2,5 дюйма рядом с войлочным ободом.

В зависимости от ваших основных потребностей мы рекомендуем круглый керамический камень 13 или 15 дюймов. 13-дюймовая круглая решетка более открыта в огневом кольце. 15-дюймовая обеспечивает более непрямое покрытие для больших поваров. Для 15-дюймового камня мы рекомендуем, чтобы ваша чаша для огня имела внутренний диаметр не менее 16,25 дюйма в верхней части чаши для огня. Если вы можете размахивать двумя 15-дюймовыми полустоунами, они предоставят вам больше возможностей.0003

Изготовлен из нержавеющей стали 304 толщиной 1/4 дюйма. Сварные швы ножек — сварка TIG для повышения устойчивости; Сделано в США компанией Ceramic Grill Store.

Подберите популярные аксессуары прямо сейчас

Распродано

  • Карта Федерал Экспресс
  • Отзывы клиентов

Отличное решение

Мой гриль Vision не включал камень для пиццы или спайдер. Это с 15-дюймовым камнем идеально подходит для курения.

Лучше, чем Visions

Исследовал много камней и т. д. для непрямого приготовления пищи, и этот паук в сочетании с керамическими камнями побеждает безоговорочно. Стоит потраченных денег. БЫСТРАЯ ДОСТАВКА. Буду покупать здесь еще аксессуары.
Спасибо за отличный продукт

Непрямой или прямой нагрев

идеально подходит для Vision Classic B Kamado. достал мой старый камень для пиццы, и он отлично работал для непрямого нагрева. Поставьте паука в верхнее положение и используйте камень для пиццы.

Отличный продукт

Я долго искал продукт, который соответствовал бы моему видению, и это определенно помогло!

паук работает очень хорошо

Товар хорошего качества. Я использовал этот предмет каждый раз, когда коптил еду с помощью гриля для зрения.

12

Идет загрузка…

добавлен в вашу корзину.

добавлен в ваш список желаний.

Закрыть

Исследование «Паучье зрение» показывает, как паукообразные могут обнаруживать биологическое движение – The Scientific Lens

В темной лаборатории перед экраном компьютера висит маленький паучок. Вместо шелковой нити, подвешивающей его сверху, кажется, что сложный цилиндрический аппарат удерживает его на месте. Лапки паука касаются пластикового шарика, покрытого небольшими темными пятнами. Когда изображения перемещаются по монитору компьютера, паук пытается повернуться, а его подвижные лапы вращают мяч, точно фиксируя движение.

Эта любопытная установка позволила исследователям под руководством Массимо Де Агро и Пола С. Шэмбла из Гарвардского университета, США, сделать интересное открытие. Они обнаружили, что пауки-прыгуны могут отличать живых существ от неживых по их движению, и до сих пор было известно, что эта способность присуща только позвоночным (позвоночным существам, например, млекопитающим и птицам).

Для существ, живущих в дикой природе, важно уметь различать движение неодушевленных объектов (например, падающий лист) и живых (например, набросок хищника). Один из способов, с помощью которого наш мозг может добиться этого, состоит в том, чтобы хранить точные модели движений всех животных, с которыми можно столкнуться, а затем сверять каждое новое движение с этой базой данных. Однако это было бы непрактично и энергетически затратно. Вместо этого наши зрительные системы придумали гениальное решение этой проблемы.

Многие животные, особенно позвоночные, имеют подвижные суставы, соединенные жесткими частями тела. Например, наши предплечья соединяют наши запястья и локти, а бедренные кости растягиваются между коленями и бедрами. В результате при движении животных относительное расстояние между парами суставов остается постоянным. Мы можем использовать этот специфический паттерн движения, называемый «биологическим движением», чтобы быстро различать живые и неживые объекты без необходимости обрабатывать их особенности во всех деталях.

Чтобы понять это, посмотрите видео ниже. Он показывает 12 белых точек, движущихся на темном фоне. Тем не менее, наш мозг без труда интерпретирует их как идущего человека. Эта способность различать биологические и небиологические движения наблюдалась не только у людей, но и у птиц, обезьян Нового Света и рыб, что позволяет предположить, что эта способность может быть широко распространена среди позвоночных.

Nackaerts et al, 2012, Plos One

Шамбл и его коллеги хотели проверить, могут ли некоторые беспозвоночные (существа без позвоночника, например, насекомые, черви или пауки) обладать таким же навыком. Причина выбора паука-прыгуна была проста — известно, что у него очень хорошо развита зрительная система. Благодаря своим четырем парам глаз эти пауки имеют почти 360-градусный обзор мира, который они используют для охоты на свою добычу. (В отличие от своих кузенов, пауки-прыгуны обычно не плетут паутину, а вместо этого используют свою одноименную способность к прыжкам, чтобы наброситься на свою добычу. )

Взрослая самка Menemerus semilimbatus , вид прыгающих пауков, использованный в исследовании ( Фото: Kaldari, CC0, через Wikimedia Commons ) способность различать детали, в то время как боковые (боковые) глаза больше подходят для обнаружения движения. Когда боковые глаза посылают сигнал о том, что в его поле зрения происходит что-то интересное, паук быстро поворачивается, чтобы посмотреть на новый объект передними глазами.

Исследователи решили использовать это быстрое вращательное движение, чтобы проверить, как пауки реагируют на визуальные стимулы. Они собрали пять десятков пауков из сада в Италии, приклеили магнит к голове каждого и накормили их мучным червем, прежде чем посадить на аппарат, описанный ранее. Пока они висели перед монитором компьютера, на экране появились два разных сигнала, двигавшихся с противоположных сторон. Паук мог повернуться к тому или другому, и, пытаясь сделать это, его ноги вращали шар, над которым они висели. Камера зафиксировала движение.

Сигналы состояли из точек, представляющих как биологическое, так и случайное движение. Для биологического движения исследователи использовали точки, соответствующие различным точкам на теле паука, которые двигались так, как если бы паук шел по экрану. В качестве контроля они представили сигнал, в котором на экране присутствовало одинаковое количество точек, но все они двигались в случайных направлениях.

Исследователи обнаружили, что паук-прыгун может легко различать биологические и случайные движения. Решение повернуться в ту или иную сторону тоже пришло очень быстро — скорость указывала на то, что для этого процесса было достаточно зрения боковыми глазами, без участия передних глаз.

Точечные точки, представляющие биологическое движение паука (De Agrò et al, Plos Biology , 2021)

Удивительно, но пауки предпочли отвернуться от воспринимаемого биологического сигнала к случайному. Это противоположно тому, что до сих пор наблюдалось у большинства позвоночных. Одной из причин этого могло быть то, что пауки интерпретировали биологический сигнал как хищник или угрозу.

Однако исследователи считают, что это маловероятно. Вместо этого они предполагают, что пауки, возможно, решили более внимательно изучить сигнал, который они не могли легко интерпретировать. Они предполагают, что это также может быть связано с тем фактом, что биологическое восприятие движения до сих пор изучалось в основном на социальных видах (таких как люди или куры), в то время как пауки, как правило, являются одиночными существами.

Глаза пауков и глаза позвоночных имеют очень разные структуры и считаются примером конвергентной эволюции — процесса, при котором сходные черты развиваются независимо друг от друга в отдаленных ветвях живого дерева, чтобы выполнять аналогичную функцию. Является ли это исследование примером того же или это поведение эволюционно сохранилось и передалось от далекого предка как пауков, так и людей, еще неизвестно.


Обложка: Paraphidippus aurantius паук-скакун ( Авторы и права: Томас Шахан, CC BY 2. 0, через Wikimedia Commons ) Научная технология

Пауки-прыгуны развили эффективную систему восприятия глубины, что позволяет им точно набрасываться на ничего не подозревающие цели с расстояния в несколько длин тела.

Видео предоставлено Полом Шэмблом, Цеви Беатус, Итай Коэн и Роном Хоем

Исследователи SEAS разработали датчик глубины, который можно использовать в микроробототехнике, дополненной реальности, носимых устройствах

By Leah Burrows SEAS Communications

Дата

Несмотря на все наши технологические достижения, ничто не сравнится с эволюцией, когда речь идет об исследованиях и разработках. Возьмите прыгающих пауков. Эти маленькие паукообразные обладают впечатляющим восприятием глубины, несмотря на их крошечный мозг, что позволяет им точно набрасываться на ничего не подозревающие цели с расстояния в несколько длин тела.

Вдохновленные этими пауками, исследователи из Гарвардской школы инженерии и прикладных наук имени Джона А. Полсона (SEAS) разработали компактный и эффективный датчик глубины, который можно использовать на борту микророботов, в небольших носимых устройствах или в легких виртуальных и гарнитуры дополненной реальности. Устройство сочетает в себе многофункциональную плоскую металлическую линзу и сверхэффективный алгоритм измерения глубины за один снимок.

«Компания Evolution создала широкий спектр оптических конфигураций и систем машинного зрения, предназначенных для различных целей, — говорит доктор наук Чжуцзюнь Ши. кандидат Высшей школы искусств и наук (GSAS) на факультете физики и соавтор статьи. «Оптический дизайн и нанотехнологии, наконец, позволяют нам исследовать искусственные датчики глубины и другие системы зрения, которые столь же разнообразны и эффективны».

Исследование опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Многие из современных датчиков глубины, например, в телефонах, автомобилях и игровых консолях, используют встроенные источники света и несколько камер для измерения расстояния. Например, Face ID на смартфоне использует тысячи лазерных точек для отображения контуров лица. Это работает для больших устройств с местом для батарей и быстрых компьютеров, но как насчет небольших устройств с ограниченной мощностью и вычислительной мощностью, таких как умные часы или микророботы?

Эволюция, как оказалось, дает массу возможностей.

Люди измеряют глубину с помощью стереозрения. Это означает, что когда мы смотрим на объект, каждый из наших глаз воспринимает немного отличающееся изображение. Попробуйте следующее: держите палец прямо перед лицом и попеременно открывайте и закрывайте глаза. Видишь, как двигается твой палец? Наш мозг берет эти два изображения, исследует их попиксельно и, основываясь на смещении пикселей, вычисляет расстояние до пальца.

«Вычисление сопоставления, при котором вы берете два изображения и выполняете поиск соответствующих частей, является обременительным с вычислительной точки зрения», — сказал Тодд Зиклер, профессор электротехники и компьютерных наук Уильяма и Ами Куан Данофф в SEAS и соавтор. исследования. «У людей хороший, большой мозг для таких вычислений, а у пауков — нет».

Глаза прыгающего паука. Каждый главный глаз имеет несколько полупрозрачных сетчаток, расположенных слоями, которые измеряют несколько изображений с разной степенью размытия. Это изменение размытия кодирует информацию о расстоянии.

Кредит: WikiCommons

 

Пауки-прыгуны разработали более эффективную систему измерения глубины. Каждый главный глаз имеет несколько полупрозрачных сетчаток, расположенных слоями, и эти сетчатки измеряют несколько изображений с разной степенью размытия. Например, если паук-скакун смотрит на плодовую мушку одним из своих основных глаз, муха будет казаться более четкой на одном изображении сетчатки и более размытым на другом. Это изменение размытия кодирует информацию о расстоянии до мухи.

В компьютерном зрении этот тип расчета расстояния известен как глубина от расфокусировки. Но до сих пор для воспроизведения Природы требовались большие камеры с моторизованными внутренними компонентами, способные со временем снимать изображения с разной фокусировкой. Это ограничивает скорость и практическое применение датчика.

Вот тут-то и появляются металинзы.

Федерико Капассо, профессор прикладной физики Роберта Л. Уоллеса и старший научный сотрудник по электротехнике в SEAS Винтон Хейс и соавтор статьи, и его лаборатория уже продемонстрировали металинзы которые могут одновременно создавать несколько изображений, содержащих различную информацию. Основываясь на этом исследовании, команда разработала металинзу, которая может одновременно создавать два изображения с разным размытием.

«Вместо того, чтобы использовать многослойную сетчатку для захвата нескольких одновременных изображений, как это делают прыгающие пауки, металинза разделяет свет и формирует два изображения с разной расфокусировкой рядом друг с другом на фотодатчике», — сказал Ши, сотрудник лаборатории Капассо. .

Сверхэффективный алгоритм, разработанный группой Циклера, затем интерпретирует два изображения и строит карту глубины для представления расстояния до объекта.

«Возможность одновременного проектирования метаповерхностей и вычислительных алгоритмов очень интересна», — сказал Ци Гуо, доктор философии GSAS. кандидат в лаборатории Циклера и соавтор статьи. «Это новый способ создания вычислительных датчиков, открывающий множество возможностей».

«Металенсы — это технология, которая меняет правила игры благодаря их способности реализовывать существующие и новые оптические функции гораздо эффективнее, быстрее и с гораздо меньшим объемом и сложностью, чем существующие линзы», — сказал Капассо. «Объединение прорывов в оптическом дизайне и вычислительной визуализации привело нас к созданию этой новой камеры глубины, которая откроет широкий спектр возможностей в науке и технике».

Соавторами этого документа являются Яо-Вей Хуан, Эмма Александер и Ченг-Вей Цю из Национального университета Сингапура. Он был поддержан Управлением научных исследований ВВС США и Национальным научным фондом США.

Родственный

Исследование показало, что после использования инструментов птицы ведут себя более оптимистично

Исследователи: более глубокое понимание антибликовой черной поверхности паука-павлина может открыть новые области применения

Исследования собак позволяют лучше понять эволюцию человеческого разума

Исследование какаду Снежка, звезды YouTube, показало, что люди могут быть не единственными, кто может играть в такт

Выбор редакции

Бизнес

Новый отчет показывает рост потребительских цен, говорит он.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.