Крошечные павлиньи пауки совершают самые быстрые прыжки среди своих сородичей
Прыгающие пауки — одно из крупнейших семейств пауков — получили своё название благодаря необыкновенным прыжкам, которые они совершают для охоты, навигации и уклонения от хищников.
Самцы прыгающих пауков также прыгают, чтобы спастись от каннибалистичных самок и самцов-конкурентов. Поэтому они испытывают огромное давление, чтобы прыгать эффективно и быстро.
Мы изучили прыгательные способности миниатюрных австралийских павлиньих пауков (Maratus splendens). Мы обнаружили, что самцы — невероятно лёгкие существа весом всего 2 мг — демонстрируют самое высокое ускорение среди всех известных прыгающих пауков.
Наше исследование, опубликованное в Journal of Experimental Biology, впервые изучило и выявило различия в том, как самцы и самки прыгающих пауков совершают свои впечатляющие прыжки.
Уникальная гидравлика
Прыжок — энергетически «дорогая» стратегия движения. Чтобы выполнить его, животные должны оттолкнуться от поверхности, скоординировав движение множества частей тела.
Некоторые беспозвоночные, например муравьи, прыгают с помощью мышц. Другие, как блохи, используют энергию, запасённую во внутренних структурах, которая быстро высвобождается для совершения прыжка.
Прыгающие пауки уникальны — они используют полугидравлическую систему. У них нет мышц для разгибания ног и придания силы прыжку. Вместо этого они разгибают ноги, увеличивая давление гемолимфы (жидкости, аналогичной крови у беспозвоночных) в них, что и запускает прыжок.
Павлиньи пауки хорошо известны сложными брачными демонстрациями самцов. Количественное описание прыжков (кинеметика) было проведено лишь для четырёх из более чем 6000 известных в мире видов прыгающих пауков. При этом учёные никогда не исследовали различия в динамике прыжков у самцов и самок.
Поскольку самцы и самки павлиньих пауков сильно различаются по размеру, они представляют уникальную возможность для выявления половых различий в кинематике прыжка.
Высоко, быстро и круто
Мы обнаружили, что павлиньи пауки ускоряются со скоростью 127.8 м/с2 — более чем в два раза быстрее, чем предыдущее самое высокое известное ускорение у прыгающих пауков.
Это быстрое ускорение могло развиться для спасения от хищников или для отслеживания и поимки быстро движущейся добычи в естественной среде.
Хотя более лёгкие самцы ускорялись быстрее, после поправки на массу тела мы обнаружили, что ускорение у самцов было медленнее по сравнению с самками. Самцы и самки испытывали ускорения, эквивалентные 13.03 и 12.5 силам тяжести соответственно.
Интересно, что прыжки самцов происходили под более крутым углом, чем у самок, что, вероятно, является адаптацией для быстрого побега от самок и других самцов.
Оставался вопрос, какая из четырёх пар ног обеспечивает этот быстрый прыжок. Мы отследили несколько суставов на всех ногах пауков на протяжении прыжка.
Мы обнаружили, что сустав на третьей паре ног имел чрезвычайно острый угол перед прыжком и быстро менялся на почти прямой угол после достижения максимального ускорения. Наши результаты показывают, что именно третья пара ног толкает павлиньего паука в его впечатляющие прыжки.