Для оценки расстояния до добычи пауки-скакуны применяют оригинальное инженерное решение

Позвоночные и беспозвоночные животные используют несколько методов определения расстояния при помощи своих глаз. Самое распространённый метод это бинокулярное зрение с перекрывающимися полями видимости обоих глаз. В этом случае мозг определяет расстояние до объекта, сравнивая информацию от одного и от другого глаза. Для этой же цели животные крутят головой, оценивая расстояние по смещению предмета относительно удаленного фона.

Определение расстояния пауками

Группа ученых под руководством Акихисы Теракиты (Akihisa Terakita) из университета города Осака (Япония) изучала устройство глаз пауков-скакунов вида Hasarius adansoni, чтобы выяснить секрет необычайной точности их прыжков.

На передней части головы у этих пауков расположены четыре глаза – два крупных центральных, и два крайних, поменьше. Исследования показали, что крайние глаза никак не влияют на точность прыжка. В тоже время поля зрения центральных глаз у пауков не перекрываются – они не являются бинокулярными и, следовательно, не могут фокусироваться на конкретной точке для определения смещения. Изменять фокусное расстояние каким-то другим способом они также не могут.

Как оказалось, в определении расстояния для прыжка пауки, как это ни странно, полагаются на цветное зрение.

В 1981 году учёные выяснили, что сетчатка пауков-скакунов устроена необычайно сложным образом: на ней присутствует четыре слоя с разными наборами светочувствительных рецепторов. Каждый слой отвечает за распознавание четырех отдельных цветов. Один из них полностью состоит из рецепторов зелёного цвета, однако при этом зелёный цвет у пауков никогда не бывает в фокусе, так что изображение получается размытым.

Ученые предположили, что пауки определяют расстояние до жертвы по контрасту между размытым изображением на «зелёном» слое и сфокусированным — на других слоях сетчатки. Если бы пауки видели всё в точном фокусе, то с неперекрывающимися полями зрения они не смогли бы точно определять расстояние до добычи.

Для проверки этой гипотезы исследователи поймали несколько пауков-скакунов Hasarius adansoni и посадили их в емкость, которая освещалась монохромной лампой зеленого или красного света. Если их теория верна, то красное излучение должно было сбивать «прицел» пауков, и их прыжки были бы короче, чем реальное расстояние до их цели. То есть добыча для пауков казалась бы ближе, чем она есть на самом деле.

Эксперимент полностью подтвердил эту гипотезу – скакуны очень точно прыгали и захватывали свою добычу при освещении зеленым светом, а красное освещение заставляло их промахиваться. В последнем случае пауки недобирали до 10% от расстояния до цели.

Хотя в эксперименте участвовали только пауки вида Hasarius adansoni, учёные предполагают, что подобным образом устроено зрение у всех остальных пауков этой обширной группы.

Таким образом, пауки-скакуны единственные животные, которые используют подобное инженерное решение для получения объёмной картинки, и единственные животные с таким своеобразным устройством сетчатки.

Ученые полагают, что такая методика оценки расстояния хорошо подходит для ее имитации при помощи цифровых устройств и может послужить основой для создания искусственных аналогов глаза.

Данное исследование опубликовано на сайте NewScientist.