Авторы нового исследования провели сравнительный анализ видов паукообразных и выяснили, какие эволюционные и биомеханические факторы делают одних пауков быстрыми, а других — медленными. Параллельно ученые выделили из этой группы рекордсмена по скорости перемещения.
Долгое время быстрейшим пауком на планете считали марокканского Cebrennus rechenbergi. При опасности он перестает бежать обычным способом и переходит к серии кувырков («флик-флак»), активно отталкиваясь лапами, что напоминает гимнаста при перевороте назад. Скорость перемещения в этот момент достигает 1,7 метра в секунду.
Однако многие исследователи отмечали, что сравнивать такое движение с обычным бегом пауков не совсем корректно, поскольку оно работает только на песчаных склонах и не показывает, насколько высокую скорость паук способен развивать при обычном передвижении.
Международная команда арахнологов и биомехаников под руководством Шреяса Кучибхотла (Shreyas Kuchibhotla) из Имперского колледжа Лондона решила провести крупнейший на сегодня сравнительный анализ скоростных возможностей паукообразных. Исследователи собрали данные о 258 видах из 64 семейств и проанализировали, как максимальная скорость связана с размером тела пауков, длиной лап и эволюционной историей.
Каждого подопытного Кучибхотла и его коллеги взвешивали с аптекарской точностью, затем отправляли на дистанцию. В качестве беговой дорожки использовали бумагу формата А4 или А3 с координатной сеткой.
Участники эксперимента не горели желанием показывать свои скоростные качества. Большинство видов удалось сдвинуть с места с помощью мягкой кисточки, но с некоторыми пришлось повозиться. Птицееды, например, наотрез отказывались бежать, предпочитая обороняться, так что ученые стимулировали их движение струей сжатого воздуха.
Самую высокую скорость среди видов, участвовавших в эксперименте, показал паук-охотник Heteropoda jugulans, который обитает в Восточной Австралии, в тропических лесах штата Квинсленд. При массе в три грамма животное разогналось до 3,59 метра в секунду, что сопоставимо с легким бегом человека (трусцой). Это рекорд среди известных паукообразных именно для обычного паучьего бега.
Почему же этот паук такой быстрый? Оказалось, дело не в какой-то одной «суперспособности», а в сочетании анатомии и эволюционной истории вида.
Главный фактор — строение лап. Быстрее всего бегали пауки с относительно более длинными лапами: они делали более длинный шаг и за одно и то же время покрывали большее расстояние. При этом «стройность» лап (их толщина относительно длины) и особенности позы тела оказались гораздо менее важными, чем ожидалось. То есть быстрота у пауков определяется длиной лап, а не их толщиной.
Но одной анатомии недостаточно. Даже пауки одинакового размера могут сильно отличаться по скорости — и здесь вступает в игру эволюция. Разные группы пауков унаследовали разные «настройки» движения: одни линии эволюционно приспособились к активному бегу и охоте, другие остались более медленными «засадными» хищниками.
Проще говоря, пауки унаследовали разные «наборы признаков»: где-то отбор шел в сторону активного бега и преследования добычи, а где-то закреплялся образ жизни засадных хищников, которым высокая скорость просто не нужна.
Авторы исследования пришли к выводу, что скорость бега частично определяется и происхождением вида.
Научная работа опубликована на сервере препринтов по биологии bioRxiv.org.