Herkes, insanların ve diğer birçok omurgalı türünün, ses dalgası basıncını beynimiz için sinyallere dönüştüren kulak zarlarını kullanarak duyduğunu bilir. Peki ya böcekler ve eklembacaklılar gibi daha küçük hayvanlar? Sesleri algılayabilirler mi? Ve eğer öyleyse, nasıl duyuyorlar?
Küremsi ağ ören örümceklerle ilgili yeni yayınlanan bir araştırma, bazı olağanüstü sonuçlar verdi: Örümcekler, ağlarını sesleri yakalamak için genişletilmiş işitsel diziler olarak kullanıyor ve muhtemelen örümceklere gelen av veya yırtıcı hayvanlar hakkında önceden uyarı veriyor.
Örümceklerin, potansiyel av vb. ağlarını titrettiğinde tepki verdiği iyi bilinmektedir. Bu yeni deneylerde, araştırmacılar ilk kez örümceklerin havadaki seslere tepki olarak döndüğünü, çömeldiğini veya yatay pozisyona vücutlarını açtıklarını gösteriyor.
Tek bir örümcek ipeği dizisi o kadar ince ve hassastır ki, bir ses dalgasını oluşturan titreşen hava parçacıklarının hareketini algılayabilir; bu, kulak zarlarının işleyişinden farklıdır. Ron Miles’ın önceki araştırması, böceklerde duymaya dayalı yeni mikrofon tasarımlarının icadına yol açmıştır.
Örümcekler, ağlarını kavramak için kullandıkları bacaklarının uçlarındaki tarsal pençelerindeki duyu organları aracılığıyla çok küçük hareketleri ve titreşimleri algılayabilirler. Orb-weaver örümceklerinin büyük ağlar yaptıkları ve örümceğin kendisinden 10.000 kata kadar daha büyük sese duyarlı bir yüzey alanına sahip bir tür akustik anten oluşturduğu bilinmektedir.
Araştırmada araştırmacılar, Binghamton Üniversitesi’nin Yenilikçi Teknolojiler Kompleksi altında tamamen ses geçirmez bir oda olan yankısız odasını kullandılar. Kampüsün etrafındaki pencerelerden örümcek toplayarak, örümceklere istenilen yere yerleştirebilmeleri için dikdörtgen bir çerçeve içinde bir ağ ördürdüler.
Ekip, örümceklerin tepki verip vermediğini görmek için 3 metre ötede farklı ses seviyelerinde saf ton sesi kullanarak başladı. Şaşırtıcı bir şekilde, örümceklerin 68 desibel kadar düşük ses seviyelerine tepki verebildiğini buldular. Daha yüksek ses için daha fazla davranış türü buldular.
Daha sonra örümceklerin farklı davranıp davranmadığını görmek için ses kaynağını 45 derecelik bir açıyla yerleştirdiler. Örümceklerin yalnızca ses kaynağının yerini tespit etmekle kalmayıp, gelen sesin yönünü %100 doğrulukla tespit edebildiklerini buldular.
Örümceklerdeki işitme mekanizmasını daha iyi anlamak için, araştırmacılar lazer vibrometri kullandılar ve örümcek, ses alanının altında merkezde otururken, doğal bir örümcek ağı üzerinde binden fazla yeri ölçtüler. Sonuç, ağın ultra geniş bir frekans aralığında neredeyse maksimum fiziksel verimlilikte sesle birlikte hareket ettiğini gösterdi.
Böylece ekip, örümceğin oturduğu ağın merkezinden 5 santimetre ve web düzleminden 2 milimetre uzağa ağa yakın ama ona dokunmayan bir mini hoparlör yerleştirdi. Bu, sesin hem hava yoluyla hem de ağ yoluyla örümceğe ulaşmasını sağlar. Araştırmacılar, mini hoparlörden gelen ses dalgasının havada seyahat ederken önemli ölçüde azaldığını, ancak küçük bir zayıflama ile ağ üzerinden kolayca yayıldığını buldular. Örümceğe ulaştığında ses seviyesi hala 68 desibel civarındaydı. Davranış verileri, 12 örümcekten dördünün bu web kaynaklı sinyale yanıt verdiğini gösterdi.
Araştırmacılar ayrıca, örümceklerin çömelme ve gerinme yoluyla ipek ipliklerinin gerginliğini değiştirebileceğini ve böylece onları farklı frekansları alacak şekilde ayarlayabildiğini buldular. Örümcek, duymak için bu dış yapıyı kullanarak, onu farklı türde sesler duyacak şekilde özelleştirebilir.
Gelecekteki deneyler, örümceklerin ağlarını kullanarak algılayabilecekleri sesi nasıl kullandığını araştırabilir. Ek olarak ekip, ağ ören diğer örümcek türlerinin de işitme duyularını dış kaynak sağlamak için ipeklerini kullanıp kullanmadığını test etmek istiyor.
Dergi Referansı:
1. Jian Zhou, Junpeng Lai, Gil Menda, Jay A. Stafstrom, Carol I. Miles, Ronald R. Hoy, Ronald N. Miles. Ağını işitsel bir sensör olarak kullanan küre dokuyan bir örümcekte dış kaynaklı işitme. Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri, 2022; 119 (14) DOI: 10.1073/pnas.2122789119
