1 pav. Voras Hyptiotes cavatus (Han ir kt. 2019).

Ar esi kada nors leidęs strėlę iš lanko? O gal teko svaidyti akmenis iš laidynės? Turbūt pritarsi, kad pataikyti strėlę ar akmenį į taikinį ne taip jau paprasta, net jei tas taikinys ir didelis. O jei tai 4 mm dydžio vaisinė muselė? Nusprendei pasimokyti taiklumo? Gali pasikonsultuoti su vorais. Pasirodo, jie šios srities specialistai.

Šiaurės Amerikoje paplitę vorai Hyptiotes cavatuspina trikampio formos voratinklius (1 pav.). O grobį jie gaudo įtemptomis tarsi lanko templė voratinklio gijomis. Han ir kt. (2019) teigia, kad tai pirmas aprašytas atvejis, kai gyvūnas savo raumenų galiai didinti naudoja kokį nors įrankį. Taip, taip, pasirodo, ne tik žmogus tai gali daryti!

Pirmiausia voras nupina trikampio formos voratinklį ir, įsitaisęs jo kampe, laukia savo grobio: priekinėmis kojomis laiko iš voratinklio kampo besidriekiantį siūlą, o aplink užpakalines kojas apsuktą siūlą tarsi inkarą (šį siūlą tyrėjai taip ir pavadino – inkariniu) apveja aplink kokį nors pagrindą, pvz., pagalį (2 ir 3 pav.). Apsukdamas kojas šiuo siūlu voras įtempia voratinklį ir laukia „pietų“. Taip voras atrodo kaip tiltas tarp inkarinio siūlo ir voratinklio. Kai grobis paliečia voratinklį, voras atpalaiduoja užpakalinėmis kojomis laikomą inkarinį siūlą ir dideliu greičiu nuskrieja į priekį apie 3 centimetrus. Kartu su voru į priekį nuskrieja ir voratinklis. Pastarasis juda labai greitai, jo gijos atpalaiduojamos. Staiga voras nustoja judėti į priekį ir trūkteli voratinklį taip stipriai, kad šis ima svyruoti. Taip grobis tik dar labiau įsipainioja tarp voratinklio gijų. Voras gali kartoti šiuos veiksmus kelis kartus: eidamas atbulomis įtempti inkarinį siūlą, o vėliau jį paleisti.

Voro Hyptiotes cavatus medžioklės ypatumai sudomino mokslininkus. Jie ieškojo atsakymų į keletą klausimų. Ar vorui taip greitai skrieti į priekį užtenka vien jo raumenų galios? O gal jis tam naudoja įtemptą voratinklį? Kuo šiam vorui naudinga tokia neįprasta grobio gaudymo technika? Juk ne visi vorai judina voratinklius, kad į juos įsipainiotų vikri muselė. Ir toli gražu ne visi vorai moka skrieti. Pavyzdžiui, voras Myrmarachne formicaria skrieti kaip Hyptiotes cavatusnegali, bet gali puikiai šokinėti (Shamble ir kt., 2017). O gamtoje nieko nėra šiaip sau.

 2 pav. Voro Hyptiotes cavatus grobio gaudymo schema. Voras yra tarsi tiltas, jungiantis inkarinį siūlą (1), kuris laikosi už kokio nors pagrindo, ir voratinklį (4). Priekinėmis kojomis voras laiko iš voratinklio kampo besidriekiantį siūlą (3), o užpakalines kojas laisvai apveja inkariniu siūlu (2) ir taip įtempia voratinklį. Parengta pagal Han ir kt. (2019).

3 pav. Voras Hyptiotes cavatusužpakalinėmis kojomis laiko inkarinį siūlą (A), o priekinėmis kojomis – iš voratinklio besidriekiantį siūlą (B). Parengta pagal Han ir kt. (2019).

Han ir kt. (2019) iškėlė hipotezę – voras Hyptiotes cavatus, įtempdamas, o po to paleisdamas įtemptą voratinklį, sukuria galią, daug didesnę už tą, kurią gali sukurti jo raumenys. Šiai hipotezei patikrinti tyrėjai atliko eksperimentus, kuriems užteko vienintelio prietaiso – greitaveikės kameros. Draustinyje surinktus vorus tyrėjai laikė laboratorijoje terariume, kur jie buvo kartą per savaitę maitinami vaisinėmis muselėmis Drosophila melanogaster. Kad vorai jaustųsi kaip namuose, į terariumą mokslininkai įdėjo pagalių. Kasdien buvo tikrinama, ar yra nunertų voratinklių. Radę tokį tyrėjai pradėdavo eksperimentus. Kad voras leistųsi į medžioklę, ant voratinklio tyrėjai užmesdavo muselę Drosophila melanogaster arba vorą švelniai paliesdavo žmogaus plauku.

Han ir kt. (2019) sukūrė devyniolika vaizdo įrašų, kuriuose voras (jų buvo šeši) paleidžia įtemptą voratinklį. Tyrėjai juos išanalizavo ir nustatė voro ir voratinklio padėtį tam tikru laiko momentu. Šie duomenys buvo reikalingi voro judėjimo greičiui ir pagreičiui apskaičiuoti bei įvertinti, kokia jėga reikalinga, kad voras taip greitai judėtų. Paaiškėjo, kad dėl įtempto (iki 3,4 mN) voratinklio paleidimo į priekį skriejantis voras gali įgyti net 773 m/s²pagreitį (vidutiniškai 371 ± 158 m/s², 4 pav.) ir pasiekti 2,2 m/s (1,2 ± 0,4 m/s) greitį. Voratinklis į priekį nuskrieja iki 3,2 cm (1,8 ± 0,7 cm). Atsižvelgę į voro masę, jo pagreitį ir greitį, kuriuo jis judėjo, kai voratinklis buvo paleistas, tyrėjai apskaičiavo, kad tuo metu sukuriama iki 0,05 W (0,03 ± 0,02 W) galia. Stipriausio šiuo metu žinomo nariuotakojo – Karibų regione ir Šiaurės Amerikoje paplitusio vabzdžio Neoconocephalus triops – vienas gramas raumenų gali sukurti net 0,3 W galią (Josephson 1993, 5 pav.). Jei voro Hyptiotes cavatusraumenys būtų tiek pat stiprūs, 0,05 W galiai sukurti jam reikėtų 150 mg raumenų. Bet pats jis sveria tik apie 7 mg. Vadinasi, vien raumenų tokiam darbui neužtenka – tam voras Hyptiotes cavatus panaudoja voratinklį kaip įrankį.

4 pav. Voro skriejimo į priekį pagreitis ir greitis iki kol trūkteli atgal voratinklio giją. Parengta pagal Han ir kt. (2019).

5 pav. Stipriausias žinomas nariuotakojis Neoconocephalus triops. © Judy Gallagher https://creativecommons.org/licenses/by/2.0/deed.en

Laukdamas grobio voras gali laikyti įtemptą voratinklį net kelias valandas. Kaip jam tai pavyksta padaryti? Į šį klausimą dar reikės atsakyti. Han ir kt. (2019) vertino, ar efektyvus voro Hyptiotes cavatus musių gaudymo metodas. Tam jie virš voratinklio apversdavo terariumą ir uždaroje erdvėje paleisdavo naminę musę (Muscidae). Tyrėjai nufilmavo, kaip trylika vorų gaudo muses. Išanalizavę vaizdo medžiagą, jie nustatė musių sąlyčio su voratinkliu vietą, prie kelių voratinklio gijų lietėsi musės prieš vorui paleidžiant voratinklį ir po to, taip pat užfiksavo, ar pavyko vorui pagauti musę. Iš viso jie išanalizavo 40 vaizdo įrašų. Vienuolikoje jų voras inkarinio siūlo nepaleido ir voratinklio neatpalaidavo, o musė iš voratinklio išsilaisvino. Dvidešimt viename vaizdo įraše voras inkarinį siūlą paleido ir musę dauguma atvejų (72 proc.) pagavo. Tai rodo, kad šio voro musių gaudymo technika tikrai veiksminga. Likusiuose aštuoniuose vaizdo įrašuose buvo užfiksuota voro nesėkmė – musės pagauti jam nepavyko, nors inkarinį siūlą paleido ir voratinklį atpalaidavo. Šios musės buvo nutūpusios ant voratinklio krašto (6 pav.), o vėliau nuo jo nusviestos.

6 pav. Voratinklio atpalaidavimo įtaka musių pagavimui. Apskritimais ir kryželiais pažymėta, kur ant voratinklio buvo nutūpusios musės. Juodi apskritimai žymi tuos atvejus, kai voras neatpalaidavo voratinklio ant jo nutūpus musei. Žydri apskritimai žymi sėkmingą voro medžioklę: ir voratinklis buvo atpalaiduotas, ir musė pagauta. Kryžiukais pažymėtų musių voras nepagavo, nors voratinklį atpalaidavo. Parengta pagal Han ir kt. (2019).

Kodėl Hyptiotes cavatus medžioklė taip dažnai baigiasi pergale? Manoma, kad tam įtakos turi keli veiksniai. Pirmasis, dėl didelio voratinklio skriejimo greičio musė ar kitas vabzdys, patekęs į voratinklį, susiliečia su daugiau voratinklio gijų, nei tada, kai voratinklis nejuda. Antrasis, dėl voro ir voratinklio skrydžio į priekį inkarinis siūlas įsitempia, todėl voras trūkteli voratinklį – abu ima svyruoti. Dėl šių svyravimų voro grobis susiliečia su dar daugiau voratinklio gijų ir taip dar labiau tarp jų įsipainioja. Įdomu tai, kad nors paleistas voratinklis juda labai greitai, jo gijos nesusipainioja, jei jame nieko nėra! Visi šie veiksmai (voratinklio įtempimas, atpalaidavimas, svyravimai) gali būti kartojami kelis kartus. Kaskart inkarinis siūlas ilgėja, o voratinklis vis labiau nukara dėl grobio masės. Ir tai trečiasis veiksnys, prisidedantis prie sėkmingos Hyptiotes cavatus medžioklės.

Kaip Hyptiotes cavatus medžioklės sėkmė priklauso nuo gaudomų vabzdžių greičio, manevringumo ir kitų ypatybių, dar reikia išsiaiškinti. Tačiau Han ir kt. (2019) mano, kad didesnis grobis labiau įsipainioja į voratinklio gijas. Tyrimo autoriai daro prielaidą, kad Hyptiotes cavatus kūno forma taip pat tam gali turėti įtakos. Šio voro, palyginti su kitais artimais jo giminaičiais, pilvelis yra apvalesnis ir sunkesnis.

Voro Hyptiotes cavatus grobio gaudymo technika turi privalumų. Jam nereikia kokių nors ypatingų anatominių struktūrų energijai gaminti ir saugoti. Be to, toks grobio gaudymo iš toli būdas leidžia jį labai greitai supainioti voratinklio gijomis ir išvengti kontakto su pavojingais vabzdžiais. Juk nežinia, kokį vabzdį gali sudominti tokie įmantrūs Hyptiotes cavatus parengti spąstai.

Čia rasite vaizdo įrašų, kuriuose matyti, kaip Hyptiotes cavatus gaudo grobį. 

Literatūra

Han S. I., Astley H. C., Maksuta D. D., Blackledge T. A. 2019, External power amplification drives prey capture in a spider web. Proceedings of the National Academy of Sciences, 116 (24), 12060–12065, DOI: 10.1073/pnas.1821419116

Josephson R. K. 1993, Contraction dynamics and power output of skeletal muscle. Annual Review of Physiology, 55, 527–546, https://www.annualreviews.org/doi/10.1146/annurev.ph.55.030193.002523 

Shamble P. S., Hoy R. R., Cohen I., Beatus T. 2017, Walking like an ant: a quantitative and experimental approach to understanding locomotor mimicry in the jumping spider Myrmarachne formicaria. Proceedings of the Royal Society B, 284: 20170308, https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rspb.2017.0308