Что такое паучья сеть? Прежде всего это инструмент, с помощью которого паук ловит добычу. Кроме того, это сигнальное устройство, сообщающее хищнику, что жертва попалась. Но добычу нельзя поджидать пассивно. Чтобы охотиться успешно, паук должен активно управлять потоками поступающей информации, т.е. своей сетью. И с этой задачей он справляется блестяще.
Вопрос о том, как взаимодействует со своим охотничьим пространством хищник, постоянно пребывающий в одной точке, несколько лет изучает исследовательница из Женского университета Киото Кенсуке Наката (Kensuke Nakata). Объект ее исследований — паук-кругопряд Cyclosa octotuberculata.
Сеть паука-кругопряда состоит из клейкой нити, уложенной по спирали на нелипкие радиусы. Паук обычно находится в центре, где сходятся радиальные нити. Когда в сеть попадает насекомое, оно запутывается в липких нитях, начинает дергаться, и вибрация передается по радиусам пауку. Чувствительность радиальных нитей зависит от их натяжения. Чем оно сильнее, тем скорее паук почувствует вибрацию и тем успешнее будет его охота, потому что насекомое, угодившее в сеть, не всегда ему достается. Паук может просто не найти насекомое, или оно вырвется и ускользнет прежде, чем хищник до него доберется. Некоторые пауки-кругопряды, в том числе C. octotuberculata, натягивают радиальные нити ногами, чтобы быстрее почувствовать их трепетание. Но радиусов много, а у паука, извините, не десять ног.
Кенсуке Наката провела видеонаблюдение над 80 гнездами C. octotuberculata и обнаружила, что пауки, когда поджидают добычу, концентрируют внимание на определенных секторах паутины [1]. Они чаще натягивают вертикальные радиусы, чем горизонтальные, и обнаруживают и ловят жертву преимущественно в вертикальных секторах. В природе насекомое может угодить в любую точку сети с равной вероятностью. Нет оснований утверждать, что паук предпочитает вертикальные сектора паутины потому, что добыча там ловится чаще. Возможно, ему просто так удобнее. C. octotuberculata украшают свои сети разным мусором, в том числе остатками добычи и собственными старыми хитиновыми оболочками, сброшенными при линьке. Сеть паук возобновляет каждый день, а мусорную конструкцию сохраняет, крепит к вертикальным нитям и сам садится сверху. Не исключено, что в таком положении ему удобнее контролировать вертикальные сектора.
Но может ли паук изменить традиционную стратегию охоты, если другая окажется более эффективной? Чтобы выяснить это, Кенсуке Наката обучала пауков ловить добычу в определенных секторах сети [2].
Исследовательница собирала взрослых самок C. octotuberculata вместе с их мусорными украшениями в парке Нагасаки, принесла в лабораторию и рассадила по одной в прозрачные акриловые рамы, закрытые со всех сторон. Рамы поставили на окно, и пауки сплели там свои сети. Самок кормили раз в сутки, причем паукам одной группы муху-сирфиду клали на вертикальные сектора паутины, нижний или верхний, а паукам другой — на горизонтальные, справа или слева.
После четырех — семи тренировочных кормлений начались испытания. Количество тренировок зависело от состояния сети. В естественных условиях C. octotuberculata каждый день плетет новую паутину, но в лаборатории иногда несколько дней подряд использует одну и ту же. Эксперимент начинали только после того, как паук обновит сеть.
Каждую сеть фотографировали трижды. Первое изображение фиксировало паутину с мусорной конструкцией известной длины и отдыхающим пауком в центре. Второе — центр паутины крупным планом и паука, тянущего за нити. Затем паука удаляли, осторожно, чтобы не порвать сеть, и делали третью фотографию с той же точки и с тем же увеличением. Когда паука нет, нити он не натягивает, и точки соединения радиусов со спиральной нитью смещаются. Величину смещения рассчитывали по второй и третьей фотографиям — это показатель силы, с которой паук натягивает нити. Закончив фотосессию, паука возвращали на место и клали ему муху в соответствующий сектор.
Измерения повторяли 5 раз для каждого паука, на разных сетях, в разные дни. Всего К. Наката учла результаты 20 пауков в «вертикальной» группе и 16в «горизонтальной», проведя соответственно 100 и 80 измерений. Поскольку C. octotuberculata обновляли паутину не каждый день, эксперимент затянулся, и не все пауки дожили до его окончания.
Результаты очень лаконичны. Пауки, которым клали добычу в верхний или нижний сектор сети, натягивают вертикальные радиусы с большей силой, чем горизонтальные. Разница недостоверна, но тенденция заметна. Пауки «горизонтальной» группы сильнее натягивают горизонтальные нити, и в этом случае различия достоверны.
Обучение животных — способность адаптивно изменить поведение в результате опыта. Хищники, которые целый день бегают в поисках добычи, легко запоминают пространственную структуру своего участка. Происходящие на нем изменения хищник принимает во внимание и меняет маршрут. Пауки, поджидающие жертву в одной точке, в результате пространственного обучения изменили направление потоков входящей информации. Они сосредоточили внимание на тех секторах сети, где появление добычи наиболее вероятно.
C. octotuberculata — не единственный вид пауков, управляющий «сетевой» информацией. Другие кругопряды, Octonoba sybotides, когда насытятся, плетут сети со слабо натянутыми радиусами, реагирующими только на крупную добычу, которую жаль было бы упустить. А на мелочь сытый паук отвлекаться не хочет.
Кенсуке Наката отмечает, что пространственное обучение важно для всех хищников, независимо от способа охоты. Не менее важна для них способность сортировать информацию. Пауки-кругопряды прекрасно справляются с обеими задачами, используя для этого собственную сеть.
1. Nakata K. 2010. «Attention focusing in a sit-and-wait forager: a spider controls its prey-detection ability in different web sectors by adjusting thread tension». Proc. R. Soc. B vol. 277 no. 1678, 29-33, doi: 10.1098/rspb.2009.1583
2. Nakata K. 2013. «Spatial learning affects thread tension control in orb-web spiders». Biol. Lett. 9: 20130052, http://dx.doi.org/10.1098/rsbl.2013.0052