Как электричество помогает паутине ловить добычу и загрязнители
Учёные из Оксфордского университета обнаружили, что паутины активно устремляются к добыче благодаря электропроводящему клею, покрывающему их поверхность.
Исследователи выяснили, что электростатические свойства клея, покрывающего паутину, заставляют её тянуться ко всем заряженным частицам — от пыльцы и загрязнителей до летающих насекомых. Они также показали, что клейкие спирали могут искажать электрическое поле Земли в пределах нескольких миллиметров от сети, что может позволять насекомым обнаруживать паутину своими антеннами-«e-сенсорами».
Исследование, опубликованное в Naturwissenschaften, показывает, как особенность физики заставляет сети двигаться ко всем объектам в воздухе, независимо от того, заряжены они положительно или отрицательно. Это объясняет, почему паутины так эффективно собирают мелкие частицы из воздуха и почему они устремляются к насекомым.
По словам учёных, обычные паутины садовых пауков по всему миру можно использовать для мониторинга окружающей среды, поскольку они активно фильтруют загрязнители воздуха с эффективностью, сравнимой с дорогими промышленными датчиками.
«Элегантная физика этих сетей делает их идеальными активными фильтрами для загрязнителей воздуха, включая аэрозоли и пестициды, — сказал профессор Фриц Воллрат, руководивший исследованием. — Электрическое притяжение притягивает эти частицы к паутине, поэтому можно собирать и анализировать сети для контроля уровня загрязнения — например, для проверки пестицидов, которые могут вредить популяциям пчёл.
Ещё увлекательнее то, что можно обнаружить некоторые химические вещества в воздухе, просто взглянув на форму паутины! Многие пауки перерабатывают свои сети, поедая их, и вместе с ними поглощают любые частицы и химикаты, электрически притянутые к паутине. Мы уже знаем, что пауки плетут разные сети под воздействием разных наркотиков — например, создают красивые сети под ЛСД и ужасные под кофеином. Следовательно, сама форма сети может рассказать нам, влияют ли какие-либо химические вещества в воздухе на поведение животного».
Работая с доктором Дональдом Эдмондсом, профессор Воллрат показал, что сети, подобные сети садового крестовика, также вызывают локальные искажения в электрическом поле Земли, поскольку ведут себя как проводящие диски. Многие насекомые способны обнаруживать небольшие электрические возмущения, включая пчёл, которые чувствуют электрические поля разных цветов и других пчёл.
«Практически все летающие насекомые должны быть способны ощущать электрические возмущения, — сказал профессор Воллрат. — Их антенны действуют как «e-сенсоры», когда кончики соединены с телом изолирующими материалами, а значит, заряд на кончике будет отличаться от заряда остального тела насекомого. Когда насекомые приближаются к заряженным объектам, кончики их антенн будут немного смещаться, что они, возможно, способны почувствовать. Пчёлы уже используют e-сенсоры для обнаружения цветов и других пчёл, поэтому теперь остаётся выяснить, могут ли они также использовать их, чтобы избегать паутины и не стать обедом».
Электрические возмущения, вызываемые паутиной, действуют на очень коротком расстоянии, поэтому пока неясно, смогут ли насекомые почувствовать их до того, как паутина выбросится, чтобы схватить их. В любом случае очевидно, что электростатические заряды играют важную роль в мире насекомых.
«Люди часто недооценивают статическое электричество, которое накапливается в объектах в воздухе, но оно важно на всех масштабах, — сказал профессор Воллрат. — Катастрофа «Гинденбурга» могла быть вызвана разрядом статического электричества, а вертолётам известно, что они могут взорваться при внезапном разряде при посадке. Всё, что движется по воздуху, приобретает статический заряд, поэтому увлекательно видеть, как паутина использует это для активной ловли добычи. Для нас большим бонусом является то, что это также заставляет их притягивать загрязнители, делая их дешёвым и естественным способом отслеживания пестицидов и качества воздуха по всему миру».