Είναι κάθε ιστός αράχνης μοναδικός;

Οι ιστοί αράχνης είναι εκπληκτικά πολύπλοκες κατασκευές και αποτελούν ένα θαύμα της μηχανικής. Ωστόσο, η κατασκευή αυτών των ισχυρών αλλά εφήμερων παγίδων είναι μια διαδικασία η οποία βασίζεται σε κάποια κοινά στοιχεία. Υπάρχει όμως περιθώριο για παραλλαγές που καθιστούν τον ιστό ενός είδους – ή μιας μεμονωμένης αράχνης – αναγνωρίσιμα διαφορετικό από τον ιστό μιας άλλης; Είναι όλοι οι ιστοί πανομοιότυποι ή κάθε ιστός αράχνης είναι μοναδικός; Και ποιοι είναι οι παράγοντες που κάνουν τις αράχνες να διαφοροποιούν τους ιστούς τους;

Υπάρχουν περίπου 48.000 γνωστά είδη αραχνών παγκοσμίως και όλες διαθέτουν όργανα παραγωγής μεταξιού, γνωστά ως spinnerets. Ωστόσο δεν υφαίνουν ιστούς ούτε παραμονεύουν για τη λεία τους όλες οι αράχνες. Ορισμένες κυνηγούν την τροφή τους, αλλά εξακολουθούν να χρησιμοποιούν το μετάξι για να φτιάξουν σάκους αυγών ή μικροσκοπικά «σπίτια» για να κρυφτούν, σύμφωνα με το Μουσείο Φυσικής Ιστορίας και Πολιτισμού Burke στο Σιάτλ. Άλλες αράχνες χρησιμοποιούν το μετάξι για να κατασκευάσουν έξυπνες παγίδες και εργαλεία, όπως δίχτυα που συγκρατούν οξυγόνο για υποβρύχια αναπνοή, σφεντόνες, φύλλα που σφραγίζονται με μετάξι για τη σύλληψη βατράχων και μεταξωτές τροχαλίες ικανές να σηκώνουν σαύρες ή μικρά θηλαστικά.

Έπειτα έχουμε και τους σφαιροειδείς ιστούς οι οποίοι κατασκευάζονται από λιγότερο από το 10% των γνωστών ειδών αράχνης, δήλωσε ο Samuel Zschokke, αραχνολόγος στον Τομέα Βιολογίας Διατήρησης του Πανεπιστημίου της Βασιλείας στην Ελβετία, όπου ερευνά και οπτικοποιεί την κατασκευή ιστών αράχνης. Οι συγκεκριμένοι ιστοί είναι ιδανικοί για τη σύλληψη εντόμων, επειδή παρέχουν ευρεία επιφάνεια και είναι σχεδόν αόρατοι, σύμφωνα με το Αυστραλιανό Μουσείο στο Σίδνεϊ.

Οι αράχνες που κατασκευάζουν σφαιροειδείς ιστούς συνήθως ακολουθούν παρόμοιο σχέδιο κατασκευής και δημιουργούν παρόμοιο σχήμα. Ξεκινούν με μερικές ίνες που επικεντρώνονται σε ένα μόνο σημείο, σε σχήμα “Υ”. Στη συνέχεια, η αράχνη δημιουργεί ένα πλαίσιο γύρω από το “Υ”, συνδέοντας μερικές ακόμη ίνες στη μέση. «Έπειτα υφαίνει περισσότερες ίνες από το κέντρο προς το πλαίσιο. Αυτές είναι οι λεγόμενες ακτίνες», δήλωσε ο Zschokke στο Live Science.

Σε αυτό το σημείο, η αράχνη μετακινείται στη μέση και κατασκευάζει μια βοηθητική σπείρα από μέσα προς τα έξω. Μόλις ολοκληρώσει την κατασκευή της προσωρινής σπείρας, η αράχνη κατασκευάζει μια νέα, κολλώδη σπείρα δουλεύοντας προς το κέντρο από το εξωτερικό πλαίσιο. Όταν ολοκληρώσει την κατασκευή της σπείρας, η αράχνη αφαιρεί τη βοηθητική, εξήγησε ο Zschokke.

Σε κάποιο βαθμό, όλοι οι σφαιροειδείς ιστοί μοιάζουν μεταξύ τους, αλλά υπάρχουν λεπτομέρειες που διαφέρουν μεταξύ των ειδών. Για παράδειγμα, οι αράχνες του γένους Cyclosa εγκαθιστούν στη μέση του ιστού τους υπολείμματα θηραμάτων και φύλλων, τα οποία χρησιμοποιεί ως καμουφλάζ, είπε ο Zschokke. Άλλες ενσωματώνουν μια τεθλασμένη δομή στο κέντρο του ιστού, γνωστή ως stabilimentum. Και ενώ οι περισσότερες παράγουν ιστούς που είναι κάθετοι στο έδαφος, ορισμένες, όπως η Leucauge dromedaria, πλέκουν ιστούς που είναι προσανατολισμένοι οριζόντια.

Η φυσική τοποθεσία ενός σφαιροειδούς ιστού μπορεί επίσης να επηρεάσει τη μορφή της, δήλωσε ο Sebastian Echeverri, αραχνολόγος της Αμερικανικής Αραχνολογικής Εταιρείας, στο Live Science.

«Ακόμα και αν το κεντρικό σχέδιο του ιστού είναι ουσιαστικά το ίδιο, οι γραμμές του μεταξιού που τον σταθεροποιούν στο περιβάλλον στο οποίο βρίσκεται, θα πρέπει να είναι διαφορετικές», δήλωσε ο Echeverri. Μια αράχνη που υφαίνει ιστό σε εύκαμπτο γρασίδι αντιμετωπίζει διαφορετικές προκλήσεις από μια αράχνη του ίδιου είδους που υφαίνει τον ιστό της σε δέντρο, και παρόλο που αυτές οι αράχνες ακολουθούν το ίδιο βασικό σχέδιο κατασκευής, οι ιστοί τους θα έμοιαζαν κάπως διαφορετικοί, δήλωσε ο Echeverri.

Πρόσφατα, οι ερευνητές παρατήρησαν αράχνες του είδους Uloborus diversus και διαπίστωσαν ότι οι ιστοί ήταν παρόμοιοι αλλά όχι πανομοιότυποι, ακόμη και όταν οι συνθήκες παρέμεναν ίδιες, ανέφεραν σε άρθρο που προδημοσιεύθηκε στο «bioRxiv».

Στη μελέτη, η οποία δεν αξιολογήθηκε από ομότιμους, οι επιστήμονες δήλωσαν ότι κατέγραψαν μικρές διαφορές στους ιστούς παρακολουθώντας τις αλλαγές στη θέση της αράχνης, ωστόσο αυτό δεν εξηγεί γιατί η αράχνη διαφοροποιεί την τεχνική της. Ο εντοπισμός των αισθητηριακών ενδείξεων που παρακινούν τις μικρές αλλαγές στην ύφανση του ιστού θα απαιτούσε «μια πιο λεπτομερή κατανόηση της συμπεριφοράς της αράχνης», ανέφεραν οι ερευνητές στη μελέτη.

Υπό την επήρεια

Ορισμένες πολύ χαρακτηριστικές και ασυνήθιστες παραλλαγές ιστών, οφείλονται σε συνθήκες που οι περισσότερες αράχνες συνήθως δεν συναντούν στη φύση: έκθεση σε διεγερτικά, ηρεμιστικά και ψυχεδελικές ουσίες. Από τα τέλη της δεκαετίας του 1940, οι επιστήμονες τάιζαν τις αράχνες ψυχοδραστικά φάρμακα ώστε να σχεδιάζουν ιστούς που απέκλιναν κατά πολύ από τα συνήθη πρότυπα.

Μια μελέτη του 1971 που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό «Behavioral Science» κατέγραψε πάνω από δύο δεκαετίες τέτοιων πειραμάτων που ξεκίνησαν το 1948, όταν ο H. M. Peters, καθηγητής ζωολογίας στο Πανεπιστήμιο του Tübingen στη Γερμανία, ήθελε να αλλάξει την ώρα κατά την οποία οι αράχνες υφαίνουν τους ιστούς. Έτσι, έδωσε στις αράχνες αμφεταμίνες, ανέφερε ο συγγραφέας της μελέτης Peter Witt, ο οποίος το 1971 ήταν φαρμακολόγος στο Τμήμα Ψυχικής Υγείας της Βόρειας Καρολίνας. Ο Witt συνεργάστηκε με τον Peters στα πειράματα με τις αράχνες, και οι δύο επιστήμονες συνέγραψαν μια μελέτη-ορόσημο του 1949 που κατέγραφε τον τρόπο με τον οποίο οι αράχνες ανταποκρίνονταν στις αμφεταμίνες.

Αν και τα διεγερτικά δεν επηρέασαν την ώρα που οι αράχνες επέλεγαν να υφάνουν, οι ιστοί φαίνονταν παραμορφωμένοι πέρα από το εύρος των παραλλαγών στο γεωμετρικό μοτίβο που είχε παρατηρηθεί μέχρι τότε, έγραψε ο Witt, προσθέτοντας ότι «χρειάστηκαν μόνο λίγες ημέρες για να αποδειχθεί ότι το φαινόμενο ήταν αναπαραγώγιμο».

Ο Witt συνέχισε να ερευνά την επίδραση φαρμάκων στη συμπεριφορά των αραχνών και  μετά από δύο δεκαετίες έρευνας, διαπίστωσε ότι διαφορετικά φάρμακα προκαλούσαν διαφορετικές τεχνικές κατασκευής ιστών.

Για παράδειγμα, η δεξτροαμφεταμίνη, ένα διεγερτικό που χρησιμοποιείται για τη θεραπεία της ναρκοληψίας και της ΔΕΠΥ, οδήγησε σε «ακανόνιστες ακτίνες και σπειροειδή διαστήματα», σύμφωνα με τη μελέτη του 1971. Η σκοπολαμίνη, ένα φάρμακο για τη ναυτία, «προκάλεσε ευρεία απόκλιση των σπειροειδών διαστημάτων σαφώς διαφορετική από την αμφεταμίνη». Συγκριτικά, οι αράχνες στις οποίες χορηγήθηκε το παραισθησιογόνο φάρμακο LSD – παρήγαγαν «ασυνήθιστα κανονικούς ιστούς», ανέφερε ο Witt.

Δεκαετίες αργότερα, ερευνητές του Κέντρου Διαστημικών Πτήσεων Marshall της NASA, επανέλαβαν αυτά τα πειράματα χορηγώντας στις αράχνες κήπου (Araneus diadematus) καφεΐνη, βενζεδρίνη, μαριχουάνα και το ηρεμιστικό χλωραλϋδρικό, σύμφωνα με έκθεση του 1995 που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό της NASA Tech Briefs. Οι φωτογραφίες των ιστών που προέκυψαν, αποκάλυψαν ότι η καφεΐνη ήταν ο μεγαλύτερος δομικός διαταράκτης, καθώς οι χαρακτηριστικές ακτίνες και σπείρες του ιστού αντικαταστάθηκαν με ένα φαινομενικά τυχαίο συνονθύλευμα ινών, σύμφωνα με τη μελέτη.

Αν και κανονικά οι αράχνες δεν υφαίνουν ιστούς που είναι τόσο δραματικά διακριτοί ή αλλόκοτοι χωρίς χημική βοήθεια, ωστόσο υφαίνουν έναν καινούργιο ιστό κάθε βράδυ. Αυτό σημαίνει ότι μια αράχνη μπορεί να παράγει περίπου 100 έως 200 ιστούς κατά τη διάρκεια της ζωής της, ανάλογα με το είδος, οπότε είναι βέβαιο ότι υπάρχει τουλάχιστον κάποια διαφοροποίηση από ιστό σε ιστό, καταλήγει ο Zschokke.

ΠΗΓΗ: Live Science