دراسة حديثة: شبكة العنكبوت لا تعمل فقط كفخ بل أيضا كطبلة الأذن

أثارت الشبكات العنكبوتية اهتمام العلماء مند عدة عقود، وتمكن البشر من خلال دراستها من اكتشاف العديد من خصائصها التي استثمر بعضها في مختلف الصناعات، سواء في المجال الطبي أو الرياضي، او غيرهما.

وخلاف المنظور التقليدي الذي لا يرى في الشبكة العنكبوتية سوى فخا لمسك فرائسها، تكشف دراسة جديدة أن تلك الشبكات تلعب أيضا أدوارا حيوية في استشعار الصوت.

العناكب ومغازلها

حسب “موسوعة الحياة” تنتمي العناكب إلى شعبة المفصليات جنبا إلى جنب مع الحشرات والقشريات. وتشكل العناكب (Araneae) مع العقارب و حشرات أوبليون وعدد كبير من السوس والقراد صف العنكبيات. وتختلف العناكب عن العنكبيات الأخرى بجسمها المقسم إلى مقدمة الرأس والبطن. ويوجد 43000 نوع معروف من العناكب ولكن يوجد الكثير من الأنواع التي لم يتم اكتشافها ووصفها بعد.

وحسب نفس المصدر، يقوم البعض من العناكب ببناء الجحور ذات الأبواب المفخخة والبعض الآخر يجلس مموها على النباتات أو يقوم ببناء شبكات لنصب كمائن للحشرات. وقد تتمتع عناكب الصيد ببصر جيد في حين أن العناكب الشبكية لديها ضعف في البصر ولكن حاسة لمس ممتازة. وتعتبر الشعيرات الموجودة على أرجلهم هي أعضاء الحس بالذبذبات.

وحسب ويكيبيديا نَسْجُ العَنْكَبُوتِ أو الشبكة العنكبوتية هو بناء أو هيكل يبنى بواسطة عنكبوت من مادة حرير العنكبوت البروتينية التي ينتجها العنكبوت من المغزال، يبني العنكبوت الشبكة بهدف اصطياد فريسته.

وحسب نفس المصدر، تنتج العناكب الحرير من مغازل وهي غدد تقع في طرف من البطن . وكل غدة تنتج خيطا لغرض خاص. على سبيل المثال خيط سلامة متأخرا، أو خيطا حريريا لزجا لمحاصرة فريسة أو خيطا رفيعا للالتفاف حول الفريسة. والعناكب تستخدم أنواعا مختلفة من الغدد لإنتاج الحرير، وبعض العناكب قادرة على إنتاج ما يصل إلى 8 أنواع مختلفة من الحرير خلال حياتههم.

السمع لدى العناكب

انتظر البشر سنة 2014 لاكتشاف بعض أسرار السمع لدى العناكب. وحسب، موقع إرم، قام باحثون بإجراء العديد من الدراسات للعثور على إجابة لسؤال محيّر، “كيف تسمع العناكب وليس لها آذان؟”.

وحسب نفس المصدر، تمّت دراسة حاسة السمع لدى العناكب باستخدام كلّ من التجارب السلوكية، والتسجيلات العصبية، حيث تكشف التجارب السلوكية ردود أفعال العناكب على الأصوات، في حين تحدّد التسجيلات العصبية التردّدات التي تستجيب لها العناكب. وبينت نتائج التجارب أنّ العناكب تستجيب على وجه الخصوص للترددات المنخفضة (ما بين 80 إلى 130 هيرتز)، وهو نفس التردد الناتج من حركة أجنحة نوع من الدبابير الطفيلية التي تفترس العناكب، وقد لوحظ أن العناكب تتجمد تماماً عند سماع هذا الصوت.

وحسب نفس الصدر، أظهرت نتائج هذه الدراسات أيضاً، أن الشعيرات الموجودة على أرجل العناكب هي بمثابة آذانها.

بداية كان يُعتقد أن هذه الشعيرات عبارة عن مجسّات تلتقط الذبذبات الموجودة على بعد بضعة سنتيمترات، إلاّ أنّ هذه الدراسة الجديدة أظهرت أن العناكب تحوّل الذبذبات التي تلتقطها باستخدام هذه الشعيرات إلى موجات عصبية تميّز من خلالها الأصوات المختلفة.

الشبكة العنكبوتية بمثابة “طبلة الأذن”

حسب الجزيرة نت، تقترح دراسة جديدة -نشرت بدورية وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم الأميركية “بناس” (PNAS) يوم 29 مارس/آذار الماضي- أنه عندما تكون الفريسة داخل شبكة العنكبوت في حالة حركة، فإن تعزيز تلك الاهتزازات قد لا يقدر بثمن، حيث يتم نسج شبكات يبلغ حجمها أحيانا 10 آلاف ضعف حجم العنكبوت الأصلي.

استخدم الباحثون في الدراسة مجموعة من “عناكب الغازل المداري” (Orb-weaver spider) لإجراء تجاربهم، وهي المجموعة الأكثر شيوعا المعروفة بصنع شبكات كبيرة على شكل عجلة لولبية، غالبا ما توجد في الحدائق والحقول والغابات. وجعلوها تنتج شبكات عنكبوتية داخل إطارات مستطيلة في المختبر، وأمكن بعد ذلك إخضاعها لسلسلة من الاختبارات.

يعد العنكبوت الغازل المداري ثالث أكبر فصيلة من العناكب، ويقوم بإنشاء شبكاته العنكبوتية بطريقة نمطية، ثم يقوم ببناء إطار من الحرير غير اللزج حتى قبل أن يضيف العنكبوت الشبكة الجديدة، ووجد الباحثون أن الشبكة العنكبوتية الهشة تعمل كهوائي صوتي ضخم وشديد الحدة، لالتقاط حركات جسيمات الهواء التي يسببها الصوت.

انسجام تام مع الصوت

تم استخدام مقياس اهتزاز الليزر لقياس استجابة حرير شبكة العنكبوت للموسيقى في غرفة عديمة الصدى (غير عاكسة للصوت)، وهي غرفة مصممة لامتصاص الموجات الصوتية أو الكهرومغناطيسية بالكامل وتقضي على الانعكاس والضوضاء الخارجية. وأظهرت القياسات أن الشبكات تتحرك بانسجام تام تقريبا مع الصوت، مما قد يؤدي إلى التقاط الصوت عند وصوله.

وقد تم اختبار أصوات ذات ترددات مختلفة ومن اتجاهات مختلفة باستخدام الشبكات، وحصلت بعد ذلك على استجابات ذات صلة من العناكب؛ عادة ما كانت تنقلب أو تنحني أو تتسطح استجابة لذلك. وفي حالة الصوت الاتجاهي، وجهت العناكب نفسها نحو الموقع الذي يأتي منه الصوت.

وأظهرت التجارب الإضافية مع مكبرات الصوت المصغرة الموضوعة بالقرب من حافة الشبكة أن الأصوات تنتقل عبر الشبكات أكثر من الهواء، إذ استجابت بعض العناكب للاهتزازات حتى عندما لم يصل الصوت إلى العناكب عبر الهواء.

أذن مخفية داخل جسم العنكبوت

تعتمد الدراسة الجديدة على بحث سابق حول الطريقة التي تتفاعل بها شبكات العنكبوت مع الصوت والموسيقى، لكن الطريقة التي تستجيب بها خيوط الحرير للموجات الصوتية تختلف عن طريقة عمل طبلة الأذن.

فلدى البشر ومعظم أنواع الفقاريات الأخرى طبلة أذن تحول ضغط الموجة الصوتية إلى إشارات كهربائية، يتم فك شفرتها بعد ذلك في أدمغتنا. لكن الحشرات ومفصليات الأرجل (بما في ذلك العناكب) ليس لديها طبلة الأذن هذه؛ لذلك قد تكون شبكات العنكبوت بديلا.

ونحن نعلم أن العناكب قادرة على الصيد في مجموعات، على سبيل المثال، عبر اهتزازات الشبكة التي تمر عبر الأعضاء الحسية على مخالب عظم الكعب عند أطراف أرجل العنكبوت. في هذه الحالة، من الواضح أنها تستجيب لشيء ما عندما تضرب الموجات الصوتية، ولكن ستكون هناك حاجة إلى مزيد من البحث لمعرفة كيفية معالجة العناكب لهذه المعلومات.

يقول المهندس الميكانيكي جونبنج لاي من “جامعة بينغهامتون” (Binghamton University) في نيويورك -في بيان صحفي للجامعة- “يمكن حتى أن تكون هناك أذن مخفية داخل جسم العنكبوت لا نعرف عنها شيئًا”.

نظرة فاحصة

من خلال حركاتها استجابة للأصوات، ربما تقوم العناكب بضبط أوتار الشبكة لالتقاط ترددات صوتية مختلفة، وهناك الكثير من السبل المحتملة لاستكشافها للباحثين بناء على هذه الدراسة الأخيرة، التي تتضمن تحسينات محتملة لمعدات الصوت التي يمكن أن تستفيد من بعض الإلهام الطبيعي.

ويقول المهندس الميكانيكي رون مايلز -من الجامعة نفسها-“إن العنكبوت حقا دليل طبيعي على أن هذه طريقة قابلة للتطبيق لاستشعار الصوت باستخدام قوى لزجة في الهواء على ألياف رقيقة”، وأضاف “إذا كانت تعمل في الطبيعة، فربما يجب أن نلقي نظرة فاحصة عليها”.