你知道鬼面蜘蛛有惊人的“听觉“吗?

国家地理中文网

鬼面蜘蛛(Ogre-faced spiders)有8只眼睛,最为瞩目的是头上这两只巨大的、面向前方的眼球,它们也因此得名“鬼面”(www.xLt.net.cn)。

摄影:JAY STAFSTROM

给鬼面蜘蛛命名的人显然对它那双巨大的眼睛印象深刻,那怪物般的眼球好像特别善于在黑暗中发现猎物。

事实证明,这一夜行蜘蛛的另一个特点是听觉惊人。一项新的研究称,鬼面蜘蛛能听到2米以外的声音,这要归功于它腿上的感觉器官。

鬼面蜘蛛原产于美国东南部,捕食方式是悬吊在植被上,然后向后翻转,用粘网捕捉空中的猎物。

康奈尔大学神经生物学博士后研究员Jay Stafstrom对鬼面蜘蛛如何完成这样灵活的壮举非常好奇,因此他做了一个实验,用一块硅胶盖住了蜘蛛的眼睛。令人不解的是,被蒙住眼睛的捕食者仍能捕捉到飞虫,这说明它们其实是靠听觉察觉到了猎物的存在。

蜘蛛并没有传统意义上的耳朵。但越来越多的证据表明,一些蜘蛛可以通过腿部的神经感受器听到声音,比如跳蛛、捕鱼蛛,以及现在的鬼面蜘蛛。这些感受器的功能就像耳朵一样,能接收声波并将脉冲传达给大脑。众所周知,蜘蛛能够感觉到猎物蹑手蹑脚在网上行走时的振动,但这并不被认为是听觉。

鬼面蜘蛛最令人惊讶的是它们超群的听力,Stafstrom说道,其研究近日发表在《当代生物学》(Current Biology)杂志上。Stafstrom发现,与一些无法能听到高频声音的物种(如跳蛛)不同,鬼面蜘蛛既能捕捉到昆虫翅膀拍打的低频声音,也能听到鸟类的高频鸣叫,后者是它们的主要捕食者。

多伦多大学的感觉生物学家Sen Sivalinghem表示,在如此简单的生物中发现如此先进的听觉能力,可能有助于科学家更多地了解这种感觉是如何进化的。他没有参与这项研究。

“了解那些神经元较少、相对不那么复杂的动物的大脑是如何处理感官信息的,以及这些信息是如何影响生物体的行为和决策的,有助于科学家深入理解所有大脑的处理过程和机制,”他说道。“包括我们的。”

蜘蛛侠般的感觉

根据这项研究,鬼面蜘蛛能用蛛丝织出一张粘稠的网,然后“急速向后扭转头部”,诱捕飞虫。

摄影:JAY STAFSTROM

在新的实验室实验中,Stafstrom和同事们将微型电极插入蜘蛛的大脑和脱离躯体的腿中,这些腿在被切断后一小时内仍能对声音做出反应。科学家们怀疑,位于每只蜘蛛腿部末端的跖骨器官,负责感知振动,也是它们用来听声音的器官。

然后,科学家们在约1.8米外播放各种音调的声音。电极读数显示,当蜘蛛暴露在低频和高频声音下时,它们的大脑和跖骨器官变得活跃起来。而在科学家们封闭了蜘蛛的跖骨器官后,蜘蛛对声音的反应就不那么强烈了,这表明这些器官的作用就像鼓膜一样。

为了证实实验室的发现,研究小组还在佛罗里达州盖恩斯维尔的自然栖息地对蜘蛛进行了测试,夜间在1.8米远的地方播放同样的声音。

最终得到了相同的结果:当蜘蛛听到模仿昆虫拍打翅膀的低频时,它们会投网,而当它们听到表明捕食者在附近的高频声音时则会保持不动。研究人员说,这些反应更加坚定了他们的发现,即蜘蛛实际上是在听,而不仅仅是对网的振动做出反应。

"这项研究真正令人兴奋的方面之一是行为实验与神经生理学工作的结合,"Sivalinghem说道。

“我们知道,记录蜘蛛的大脑活动是极其困难的,"他补充说,这意味着 "我们对感觉信息如何处理以及哪些信息对蜘蛛很重要等方面知之甚少。但像这样的研究正在填补这一空白。"

改进技术

Stafstrom表示,这一发现甚至可以带来更先进的声音探测技术,比如高灵敏度的麦克风。

既然鬼面蜘蛛 “已经进化到非常擅长倾听一定距离外的不同声音,"他说道,"我们也许能够以某种形式模仿这种行为。"

"我们认为这些蜘蛛中隐藏着一座信息金矿。"

(译者:陌上花开)

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