Istraživači s američkog Sveučilišta Johns Hopkins otkrili su kako pauci koriste noćni vid i jedan oblik umjetne inteligencije kako bi pratili i bilježili svaki pokret svih svojih osam nogu dok svoje mreže stvaraju u mraku. Njihovo stvaranje jednog oblika priručnika ili algoritma za izradu mreža donosi novo razumijevanje kako su ova stvorenja, s mozgom koji je mikroveličine u odnosu na ljudski mozak, sposobna stvoriti strukture takve elegancije, složenosti i geometrijske preciznosti. Nalazi istraživanja, koji su trenutačno dostupni online, trebali bi krajem studenog biti objavljeni u znanstvenom časopisu Current Biology.
Arena sa softverom
- Prvi sam se put zainteresirao za ovu temu dok sam vani promatrao ptice sa svojim sinom. Nakon što sam vidio spektakularnu paukovu mrežu, pomislio sam: “Da ste otišli u zoološki vrt i vidjeli čimpanzu kako ovo gradi, pomislili biste da je to nevjerojatna i impresivna životinja.” A ovo što sam vidio još je nevjerojatnije jer je mozak pauka tako sićušan. I bio sam frustriran što nismo znali više o tome kako dolazi do takvog izvanrednog ponašanja paukova, kako stvaraju takve kreacije uz tako sićušan mozak - rekao je za Science Daily Andrew Gordus, jedan od autora istraživanja, bihevioralni biolog Johnsa Hopkinsa.
- Sada smo definirali cjelokupnu koreografiju za izradu paukove mreže, što nikada nije učinjeno ni za jednu životinjsku arhitekturu u ovako detaljnoj rezoluciji – dodao je Gordus. Pauci koji tkaju mrežu naslijepo koristeći samo osjetilo dodira fasciniraju ljude već stoljećima. No, ne stvaraju svi pauci mreže, ali oni koji to rade ubrajaju se u podskup životinjskih vrsta poznatih po svojim arhitektonskim kreacijama, poput ptica koje grade gnijezda i riba puhalica koje stvaraju složene pješčane krugove za parenja. - Prvi korak prema razumijevanju kako relativno mali mozgovi ovih životinjskih arhitekata podupiru njihove građevinske projekte visoke razine, sustavno je dokumentiranje i analiziranje uključenih ponašanja i motoričkih vještina, što do sada nikada nije učinjeno, uglavnom zbog izazova hvatanja i snimanje radnji - rekao je Gordus.
U ovom se istraživanju njegov tim odlučio na promatranje ponašanja jedne vrste pauka tkalca (Uloborus glomosus), neotrovnog pauka koji nastanjuje zapad Sjedinjenih Američkih Država i koji je veličinom toliki da stane na vrh prsta. Kako bi promatrao pauke tijekom njihova noćnog rada na gradnji mreže, laboratorij je dizajnirao umjetnu arenu s infracrvenim kamerama i infracrvenim svjetlima unutar koje su se nalazili pauci. U tom su prostoru svake večeri pratili i bilježili šest jedinki tkalaca pauka dok su gradili svoje mreže. Pratili su milijune njihovih pojedinačnih radnji nogu s pomoću softvera dizajniranog posebno za otkrivanje i bilježenje pokreta udova. - Čak i ako to snimite videozapisom, to je puno nogu za praćenje, tijekom dugog vremena, kod mnogih jedinki - rekao je jedan od sudionika istraživanja Abel Corver, student neurofiziologije.
- Jednostavno bi čovjeku bilo nemoguće prolaziti svaki kadar snimke i ručno označavati točke položaja nogu pa smo prilagodili softver za otkrivanje položaja udova pauka. Softver je to činio, kadar po kadar snimke, te tako dokumentirao sve ono što paukove noge rade kako bismo izgradili cijeli proces nastanka mreže. To nam tehnologija sada omogućava – dodao je Abel Corver. Rezultat tog zapisa koji je brojio na desetke tisuća položaja paukovih nogu pokazuje kako je ponašanje pri izradi mreža poprilično slično među paucima, čak toliko da su istraživači mogli predvidjeti dio mreže na kojem je pauk radio samo na temelju trenutačnog položaja noge. - Čak i ako je konačna struktura malo drukčija, pravila koja koriste za izradu mreža su im ista - rekao je Gordus i nastavio: - Svi oni koriste ista pravila, što potvrđuje da su ta pravila kodirana u njihovu mozgu. Sada želimo otkriti i shvatiti kako su ta pravila kodirana na razini neurona u mozgu.
Niti čvršće od žice
Planovi za nastavak istraživanja u laboratoriju uključuju eksperimente s lijekovima koji utječu na mozak kako bi se utvrdilo koji su dijelovi u mozgu pauka odgovorni za različite faze izgradnje mreže.
- Pauk je fascinantan jer je to životinja s mozgom izgrađenim na istim temeljnim građevnim blokovima kao i naš, a ovaj bi nam rad mogao dati naznake kako možemo razumjeti veće moždane sustave, uključujući ljudske. Mislim da je to vrlo uzbudljivo za znanost – rekao je Cover za ScienceDaily. Inače, paukova mreža česta je meta istraživanja znanstvenika. Tako su nedavno znanstvenici sa Sveučilišta u Arizoni (ASU) istraživali zbog čega su vlakna koja pletu pauci najmanje pet puta čvršća od žice klavira usporede li se uzorci iste mase. Koristili su lasersku tehniku čiji su svjetlosni snopovi prolazili kroz niti mreže ne čineći pri tome štetu na samoj mreži. Ova neinvazivna mjerenja, bez izravnog fizičkog kontakta mreže, rezultirala su pronalascima koji pokazuju varijacije među pojedinim vlaknima, spojevima i mjestima gdje su niti zalijepljene. - Paučina ima jedinstvenu kombinaciju mehaničke čvrstoće i rastezljivosti, što je čini jednim od najotpornijih materijala koje poznajemo - ističe profesor Jeffrey Yarger s Odjela kemije i biokemije ASU, ujedno i glavni istraživač u ovom proučavanju. Naime, kemičari s ovog sveučilišta proučavaju molekularnu strukturu paučine u pokušaju da proizvedu razne materijale koji bi se mogli koristiti u rasponu od pancirke pa sve do umjetnih tetiva.
Video: Znanstvenici upozoravaju: Nikada ne ubijajte pauka kojeg ste pronašli u domu
