همه چیز درباره تار عنکبوت

به‌گزارش باشگاه خبرنگاران جوان، محققان دانشگاه جان هاپکینز کشف کردند که چگونه عنکبوت‌ها با استفاده از دید در شب و هوش مصنوعی تار می‌سازند تا هرگونه حرکت را هنگام کار در تاریکی ردیابی و ثبت کنند. این یافته‌ها که اکنون به صورت آنلاین در دسترس هستند، قرار است در شماره نوامبر نشریه Current Biology منتشر شوند. اندرو گوردوس زیست‌شناس رفتاری جانز هاپکینز، می‌گوید:" من برای اولین بار زمانی که با پسرم در حال شکار پرنده بودم به این موضوع علاقه‌مند شدم. ساخت تار توسط عنکبوت واقعا شگفت‌انگیز است چرا که مغز این حیوان بسیار کوچک است و ما نمی‌دانیم این رفتار چگونه رخ می‌دهد. اکنون ما کل طراحی حرکات عنکبوت در حین ساختن تار را برای وب تعریف کرده‌ایم، کاری که هرگز برای هیچ حیوانی با این وضوح انجام نشده است."

قرن‌هاست که انسان مجذوب تار بافی عنکبوت‌ها شده اند. عنکبوت‌هایی که تار می‌سازند جز زیرمجموعه‌ای از گونه‌های جانوری هستند که به خاطر خلاقیت‌های معماری‌شان شناخته می‌شوند، مانند پرندگان آشیانه ساز و ماهی‌های پف کرده که در هنگام جفت‌گیری دایره‌های شنی پیچیده‌ای ایجاد می‌کنند. اولین قدم برای درک اینکه چگونه مغز نسبتاً کوچک این معماران از پروژه‌های ساختمانی سطح بالای خود پشتیبانی می‌کنند، مستندسازی و تجزیه و تحلیل سیستماتیک رفتار‌ها و مهارت‌های حرکتی درگیر است که تا کنون به دلیل چالش‌های تصویربرداری هرگز انجام نشده است.

ترفند دانشمندان برای پیاده سازی الگوی ساخت تار بر روی وب

عنکبوت بومی غرب ایالات متحده که به اندازه کافی کوچک است و به راحتی روی نوک انگشت خود می‌نشیند. برای مشاهده عنکبوت‌ها در طول شبانه روز و پیاده سازی الگوی ساخت تار بر روی وب، محققان در آزمایشگاه یک محوطه دارای دوربین‌های مادون قرمز طراحی کردند و با این تکنیک آن‌ها هر شب شش عنکبوت را در حین ساخت تار زیر نظر داشتند. آن‌ها میلیون‌ها حرکت پا‌ها را با نرم‌افزار بینایی ماشینی که به‌طور خاص برای تشخیص حرکت اندام طراحی شده بود، ردیابی کردند. گذر از هر فریم و حاشیه‌نویسی روی نقاط پا با دست بسیار زمان بر است، بنابراین آن‌ها نرم‌افزار بینایی ماشین را توسعه دادند تا وضعیت عنکبوت را فریم به فریم تشخیص دهد تا بتوانند هر کاری را که پا‌ها برای ساختن یک تار کامل انجام می‌دهند، ثبت کنند.

گام بعدی محققان در بررسی ساخت تار عنکبوت چیست؟

محققان دریافتند که رفتار‌های تارسازی در بین عنکبوت‌ها کاملاً مشابه است، به طوری که توانستند مرحله‌ای از ساخت تار را فقط با دیدن موقعیت یک پا پیش بینی کنند. آن‌ها معتقدند که حتی اگر ساختار نهایی تار‌ها کمی متفاوت باشد، قوانینی که عنکبوت‌ها برای ساخت استفاده می‌کنند، یکسان است. دانشمندان اکنون به دنبال این هستند پرده از راز رمزگذاری این قوانین در سطح نورون‌ها بردارند. آن‌ها قصد دارند تا در آینده آزمایش‌هایی با دارو‌های تغییر دهنده ذهن انجام دهند تا مشخص شود کدام مدار‌ها در مغز عنکبوت مسئول مراحل مختلف ساخت تار هستند.