15.12.2011

Сколько «ушей» у паука?

Исследователи предлагают пересмотреть представления об органе слуха у наземных членистоногих. Сообщается, что каждый из их наружных волосков, чувствительных к колебаниям воздуха, воспринимает не одну, а целый набор частот, и сотни таких волосков вместе складываются в одно «суперухо».

Паук-скакун использует для охоты как довольно приличное зрение, так и слух. (Фото Rundstedt B. Rovillos.)

Зоологи из Венского университета (Австрия) вместе с французскими коллегами обнаружили нечто новое в органах слуха наземных членистоногих. Известно, что ушей в привычном для нас понимании у членистоногих нет, но вместо этого у насекомых, пауков и прочих сухопутных обладателей экзоскелета имеются особые волоски — трихоботрии. С помощью трихоботрий членистоногие улавливают колебания воздуха при распространении звуковой волны. Эти волоски весьма чувствительны: считается, что им достаточно смещения на одну десятимиллиардную долю метра, чтобы ощутить приближение добычи — или хищника.

Долгое время считали, что трихоботрии наземных членистоногих представляют собой аналог кортиева органа во внутреннем ухе высших животных. Волоски клеток нашего внутреннего уха различаются по длине и толщине и воспринимают разные колебания, то есть единый звуковой сигнал раскладывается на множество частот, каждая из которых возбуждает «свою» волосковую клетку. Возбуждённые клетки затем конвертируют колебательные движения в электрохимический сигнал. Примерно то же, по мнению учёных, происходит на трихоботриях членистоногих, которые различаются по длине и толщине и могут декодировать определённую частоту. Тогда выходит, что вся поверхность тела, например, паука как бы представляет собой большое ухо.

Трихоботрии паука-волка (фото авторов работы)

В статье, опубликованной в Journal of the Royal Society Interface, авторы обращают внимание на то, что все исследования слуха членистоногих учитывали лишь амплитуду колебаний волосков — и действительно, наибольшая амплитуда соответствовала какой-то определённой частоте. Но при этом не бралась в расчёт скорость вибрации трихоботрий.

Чтобы оценить, как скорость колебания слуховых волосков влияет на восприятие звука членистоногими, учёные измеряли её у сверчка и паука-волка. Оказалось, что волоски отвечают на довольно широкий спектр частот — от 40 до 600 Гц. (Напомним, что человеческое ухо чувствительно к диапазону от 20 Гц до 20 кГц.) Трихоботрии насекомых и пауков работают как настроенные микрофоны, отсекая ненужные частоты и пропуская те, что несут важную информацию.

Иными словами, каждый волосок на поверхности экзоскелета паука соответствует не единичному волоску в человеческом ухе, а целому уху. Взаимодействие этих сотен и тысяч «ушей», естественно, даёт их обладателю более полную картину об окружающем мире. Правда, исследователям ещё предстоит выяснить, как такое «суперухо» взаимодействует с нервной системой членистоногих.

Кирилл Стасевич

Источники:

1. КОМПЬЮЛЕНТА