Паутина как настроенный инструмент для передачи вибраций

Два года назад команда исследователей из Оксфордского университета обнаружила, что паутина, подобно гитарной струне, передаёт вибрации в широком диапазоне частот, неся информацию о добыче, партнёрах и даже структурной целостности сети.

Новое исследование Оксфорда и Университета Карлоса III в Мадриде подтвердило, что паутина — это превосходно настроенный инструмент для передачи вибраций. Тип передаваемой информации можно контролировать, регулируя такие факторы, как натяжение и жёсткость сети.

Учёные из Оксфордской группы по изучению шёлка (Oxford Silk Group) совместно с коллегами из инженерного факультета Оксфорда и факультета механики сплошных сред и структурного анализа Университета Карлоса III изучили связь между вибрациями паутины и свойствами шёлка.

Их отчёт в Journal of the Royal Society Interface показывает, что на вибрации паутины влияют изменения в её натяжении, жёсткости шёлка и архитектуре сети — всё это паук способен контролировать.

Пауки, живущие в сетях, обладают плохим зрением и полагаются почти исключительно на вибрации паутины как на своё «видение» мира. Музыкальные паттерны, исходящие из их настроенных сетей, предоставляют им ключевую информацию о типе попавшейся добычи, приближающихся хищниках и качестве потенциальных партнёров. Пауки тщательно конструируют свои сети из различных видов шёлка, чтобы контролировать архитектуру, натяжение и жёсткость, аналогично созданию и настройке музыкального инструмента.

Для изучения распространения вибраций в сети междисциплинарная международная команда использовала комбинацию передовых методов:

• Мощные лазеры позволили экспериментально измерить сверхмалые вибрации.
• Эти данные использовали для создания и тестирования компьютерных моделей с помощью математического метода конечных элементов.

Сочетание этих методов позволило исследовать связь между распространением вибраций и материальными свойствами шёлка.

Новые наблюдения показывают, что паук может использовать своё поведение и свойства шёлка для контроля функций своей паутины как инструмента. Эти механизмы управления могут изменять фильтрацию вибраций, а также ориентацию на источник вибраций и их распознавание в сети.

Ведущий автор исследования доктор Бет Мортимер, работавшая с пауком-крестовиком (Araneus diadematus), отметила: «Колёсные паутины — многофункциональные структуры, где важны как передача вибраций, так и поимка добычи».

Профессор Фриц Фоллрат, глава Oxford Silk Group, добавил: «Именно взаимодействие материалов паутины (целого ряда специальных шёлков), самого паука с его тонко настроенным поведением и арсеналом сенсоров позволяет этому практически слепому животному действовать в созданном им самим мире из паутины — без зрения, полагаясь только на ощущения. Возможно, паук-плетельщик может научить нас чему-то новому о «виртуальном зрении».