Arachnid som lukter med bena

For flere år siden, biolog Daniel Wiegmann ved Bowling Green State University bestemte seg for at han trengte et nytt forskningsemne. Hans kollega, arachnid-ekspert Eileen Hebets fra University of Nebraska, Lincoln, foreslo at han skulle kjøpe en piskespinn på nettet. Hun garanterte at hvis Wiegmann bare observerte en for en liten stund, ville han studere dyrene.

"Hun hadde rett," sier Wiegmann. “De er fascinerende å se på. De er vakre dyr og utrolige rovdyr, men ufarlige for mennesker. "

Pisk edderkopper, også kjent som amblypygider, er en type nattlig arachnid som er hjemmehørende i varme og tropiske naturtyper. Som alle araknider har de åtte ben; de to fremre bena har imidlertid utviklet seg til sansestrukturer som antenner, og kalles faktisk antenneformede ben. De antenneformede bena er svært langstrakte og dekket med sanseceller, inkludert reseptorer for luktesans helt på spissene.

Pisk edderkopper pleier å stake ut en hjemmebase under steiner og steinsprut eller i sprekker ved trærne i flere uker eller måneder om gangen. Om natten dukker de opp fra krisesentrene og jakter på byttedyr. De er i stand til å vandre avstander på 30 m eller mer, men likevel kommer de alltid tilbake til sin opprinnelige beliggenhet.

"Mange leddyr har veldig smarte måter å finne seg hjem på," sier Wiegmann. "De fleste leddyr bruker stiintegrasjon, der de i utgangspunktet teller trinnene sine i de forskjellige retningene de går og deretter utfører trigonometri for å finne ut veien tilbake."

Wiegmann sier at navigering i nattlige leddyr er generelt visuelt styrt. Men pisk edderkopper er avhengige av verken baneintegrering eller visjon for å navigere.

"Vi kan fortrenge piskedderkopper, og de kan finne veien tilbake fra ganske lange avstander," sier han. "Men de ser ikke ut til å oppnå det ved å bruke metodene som andre leddyr bruker.

"Det eneste vi har vært i stand til å identifisere som en potensiell navigasjonsmekanisme er olfaction"

Sniff Test

Til test hypotesen at pisk edderkopper bruker luktende innganger fra antenneformede ben for å finne tilfluktsrom, Wiegmann, Hebets og kolleger gjennomførte et laboratorieeksperiment. De brukte piskespindelen Phrynus marginemaculatus, en art hjemmehørende i Florida. Mens kroppen til P. marginemaculatus måler mindre enn en kvart tomme, de antenneformede bena kan nå lengder på nesten fire centimeter.

Forskerne trente piskedderkopper for å identifisere tilgang til et ly på laboratoriet ved en luktstikk. De fant arachnids lett lært å lokalisere et ly ved lukt og husket dette stedet i en to ukers periode.

Så klippet forskerne av endene på piskespinnenes antennformede ben og fjernet luktemottakene. Uten deres luktesans forsvant piskespiders lokaliseringsevne. I tillegg avhenger graden av lylokalisering igjen, om enn beskjedent, da forsøkspersoner ble omskolert avhengig av hvor mange luktreseptorer som var fjernet.

Til sammen bekrefter disse resultatene funn fra felteksperimenter som viser pisk edderkopper kan bruke luktemottakere på sine antenneformede ben for å kartlegge plasseringen av ly og at deres lukte hukommelse er robust.

Wiegmann sier den største overraskelsen er at piskedderkopper er så avhengige av lukt og ikke bruker en hel mengde sanselister for å navigere.

Pisk edderkopper har hjernestrukturer som kalles sopplegemer, som i hvert fall insekter er involvert i sensorisk integrasjon og spesielt luktebehandling. I forhold til hjernestørrelsen har piskedderkopper de største sopplegemene av noen leddyr. Wiegmann og kollegene mente dette var en anelse om at arachnidene integrerte mye sensorisk informasjon, men det ser ut til at de bare trenger lukt for å finne veien hjem.

Olfaction er ikke en typisk mekanisme som leddyr navigerer, sier Wiegmann - og vi forstår ikke egentlig hvordan piskedderkopper gjør det.

"Vi vet bare at hvis vi fjerner luktreseptorene deres, finner de ikke veien hjem," sier Wiegmann. ”Men kildene og sammensetningen av de luktende ledningene de bruker er ennå ikke bestemt.

“Danner de et slags luktlandskap eller kart over miljøet? Det er helt uklart for øyeblikket. ”