Dodano: 16 grudzień 2020r.

Eksperyment z pająkami na ISS. Niespodziewane odkrycie po serii wpadek

Ludzie niejednokrotnie zabierali pająki w kosmos. Głównie po to, aby zbadać rolę grawitacji w tworzeniu pajęczych sieci. Eksperymenty okazały się początkowo mało udane i pełne wpadek, jednak ostatecznie doprowadziły do zaskakującego spostrzeżenia. Okazało się, że ​​światło odgrywa większą rolę w orientacji pajęczaków, niż wcześniej sądzono.

Eksperyment z pająkami na ISS. Niespodziewane odkrycie po serii wpadek

 

Eksperyment z pająkiem przeprowadzony przez NASA pokazuje, że frustrujące niepowodzenia i szczęśliwe przypadki mogą niekiedy prowadzić do nieoczekiwanych odkryć.

Na Ziemi pająki budują asymetryczne sieci, których środek jest przesunięty w kierunku górnej krawędzi. Potem czekają na szczycie sieci, z głową skierowaną w dół, ponieważ wykorzystując grawitację szybciej dotrą do świeżo złowionej ofiary. I tu pojawia się proste pytanie: jak zachowają się pajęczaki w stanie nieważkości?

W 2008 roku NASA chciała zainspirować szkoły średnie w USA tym eksperymentem. Ale chociaż pytanie było proste, to planowanie i wykonanie eksperymentu w kosmosie było ogromnym wyzwaniem. Na Międzynarodową Stację Kosmiczną (ISS) trafiły dwa pająki: jeden z gatunku Metepeira labyrinthea, drugi (rezerwowy) z gatunku Larinioides patagiatus.

Uciekinier

Pająki przebywały początkowo w dwóch oddzielnych komorach. Jednak pająk „rezerwowy” zdołał wydostać się ze swojej części i trafił do głównego pomieszczenia. Co więcej, ze względów bezpieczeństwa nie można było otworzyć komory, więc dodatkowego pająka nie można było złapać. W efekcie dwa pająki tworzyły nieco pomieszane sieci, wchodząc sobie w drogę.

Jakby tego było mało, muchy którymi karmiono pajęczaki rozmnażały się szybciej niż oczekiwano. Z biegiem czasu ich larwy wyczołgały się z pojemnika do komory doświadczalnej, a po dwóch tygodniach zakryły dużą część przedniej szyby. Po miesiącu pająki nie były już widoczne za larwami much.

Ta porażka od dawna dręczyła Paulę Cushing z Denver Museum of Nature & Science, która uczestniczyła w planowaniu eksperymentu z pająkiem. Kiedy w 2011 roku pojawiła się możliwość przeprowadzenia podobnego badania, Cushing zaangażowała dra Samuela Zschokke z Uniwersytetu w Bazylei do jego przygotowania. W eksperymencie wykorzystano cztery pająki z gatunku Trichonephila clavipes. Dwa poleciały na ​​ISS w oddzielnych komorach, dwa pozostały na Ziemi w identycznych warunkach, aby można był porównać wyniki obserwacji.

Samce zamiast samic

Pierwotnie planowano wykorzystać cztery samice, ale doszło do kolejnej wpadki. Trudno jest określić płeć młodych pajęczaków, a takie musiały zostać wybrane do eksperymentu. Po czasie okazało się, że dwa z pająków to samce, które znacznie różnią się budową ciała i rozmiarem od samic. Pomógł jednak łut szczęścia. Jeden z samców był na pokładzie ISS, drugi na Ziemi.

Pajęczaki przędły sieci, rozbierały je i przędły nowe. Trzy aparaty dokumentowały ich zachowania, robiąc zdjęcia co pięć minut. Zschokke, Cushing i Stefanie Countryman z BioServe Space Technologies na Uniwersytecie Kolorado, którzy nadzorowali projektowanie i uruchomienie siedlisk pająków na ISS, otrzymali w ten sposób ponad 14 500 obrazów do analizy. Dzięki temu mogli zająć się badaniami nad symetrią ponad 100 pajęczyn oraz orientacją pająka w przestrzeni kosmicznej.

Okazało się, że sieci zbudowane w stanie nieważkości były bardziej symetryczne niż te, które powstały na Ziemi. Ich środek nie był przesunięty w żadną ze stron, a pająki nie zawsze trzymały głowy skierowane w dół. Naukowcy zauważyli jednak, że światło ma dla pająków znaczenie. Sieci zbudowane na ISS w świetle lampy były podobnie asymetryczne, jak sieci na Ziemi.

Rezerwowy system orientacji

- Nie przypuszczalibyśmy, że światło może odgrywać rolę w orientowaniu się pająków w przestrzeni - mówi Zschokke, który wraz ze swoimi kolegami opublikował wyniki badań w czasopiśmie „Science of Nature”.

Analiza zdjęć wykazała, że pająki spoczywały w dowolnych pozycjach, gdy światła były wyłączone, ale kierowały się w dół gdy światła były włączone. Wygląda na to, że pająki używają światła jako dodatkowej pomocy w orientacji, gdy nie ma grawitacji. Wcześniej zakładano, że tak nie jest, ponieważ pająki budują swoje sieci w ciemności i mogą łapać zdobycz bez światła.

- To, że pająki mają rezerwowy system orientacji, taki jak ten, wydaje się zaskakujące, ponieważ w trakcie swojej ewolucji nigdy nie były wystawione na działanie środowiska pozbawionego grawitacji - mówi Zschokke.

 

Źródło: University of Basel, fot. BioServe Space Technologies, University of Colorado Boulder