想象一下,世界是灰色的,有點模糊,好像你糟糕的周邊視力已經占據了上風。這種模糊的視野延伸到如此之遠,以至于您還可以看到身後昏暗的形狀和運動。一個亮點是随着視線的移動而産生的X形顔色飛濺。在飛濺的中心,一切都很清晰 - 一個小窗戶,在薄薄的灰色景觀中呈現出清晰,色彩缤紛的細節。
添加一些紅杉樹大小的草葉,您将能夠用跳躍的蜘蛛的八隻眼睛看到世界的樣子。這可能有點像在房間周圍的3D IMAX螢幕上觀看聚焦不佳的黑白電影,當您将聚光燈放在指向它的地方時,您會給它一個高清色彩。換句話說,這真的非常非常奇怪,至少與我們兩隻眼睛的人類視角相比。
跳蜘蛛屬于蜘蛛舞蹈家族,以其歡快華麗的交配而聞名,它們的大前洞可以拍攝可愛的特寫鏡頭,而且它們的體型很小 - 已知的6000多種跳蛛中的一些比芝麻小。
但科學家們發現,這些較小的蜘蛛形動物遠遠不止于此。研究人員通過創新實驗探索了這些蜘蛛的生活,探索它們的視覺,感官和味覺能力,以了解成為另一種動物的感覺。

跳躍的蜘蛛有一種獨特的感覺世界的方式。
辛辛那提大學(University of Cincinnati)視覺生态學家内森·莫爾豪斯(Nathan Morehouse)說:"我研究昆蟲和蜘蛛的部分原因是,這種想象力對于真正試圖進入完全陌生的世界以及這些動物的思想和感覺是必要的。
< h1級"pgc-h-right-arrow"資料軌道""7">蜘蛛眼</h1>
與蜜蜂和蒼蠅的複眼不同,它們的複眼将來自數百或數千個鏡頭的資訊組合成一個像素化的馬賽克圖像,而跳躍蜘蛛的眼睛類似于人類和大多數其他脊椎動物的眼睛。蜘蛛在每隻眼睛上都有一個晶狀體,将光線聚焦在視網膜上。
主眼 - 隻需要我們拟人化的大眼睛 - 對于通常長在2到20毫米之間的生物具有令人難以置信的高分辨率。它們的視力比其他任何蜘蛛都更敏銳,這是它們能夠以令人印象深刻的精度跟蹤和撲向獵物的能力的秘訣。它們的視力可與鴿子,貓和大象等大型動物相媲美。事實上,人類的視力隻比跳蜘蛛好五到十倍。
跳躍的蜘蛛的八隻眼睛,用掃描電子顯微鏡放大,共同看到一個近360度的世界。
"鑒于你可以在人眼中容納很多蜘蛛,這很棒,"紐西蘭基督城坎特伯雷大學動物行為研究員Simeona Nelson說。"就大小而言,與跳蜘蛛的眼睛可以達到的空間敏銳度類型沒有可比性。
但這種尖銳的視野隻覆寫了蜘蛛視野的一小部分。兩隻主眼中的每隻眼睛都看到了一個狹窄的陀螺儀形狀的世界。它們共同構成了高分辨率色彩感覺的"X"。相鄰的一對較小、不那麼銳利的眼睛以黑白掃描寬廣的視野,看看什麼需要大而高分辨率的眼睛的注意。
蜘蛛頭的一側是兩對分辨率較低的眼睛,任何人類父母都會羨慕它們。它們讓蜘蛛監控背後發生的事情,而近360度的視角對于既是獵人又是獵物的小動物來說是一個真正的優勢。事實上,跳蜘蛛可能會認為我們的210度視野非常可憐。
但在其他方面,跳蜘蛛的視覺世界與我們的沒有太大差別。動物的主眼和第一雙次眼所做的工作與兩隻眼睛的高度敏銳的中心視覺和低分辨率的周邊視覺基本相同。像蜘蛛一樣,我們專注于一個相對較小的區域,而在很大程度上忽略了其餘區域,直到有東西引起我們的注意。
"我完全認為它們完全相同,"尼爾森說。"蜘蛛跳躍解決方案正是我們使用的解決方案。他們隻是以一種較小的方式采用了它。"
< h1級"pgc-h-右箭頭"資料軌道""15">到側眼</h1>
跳蜘蛛的四隻眼睛各有各的責任,各自獨立行動,但都協同工作。這項合作為馬薩諸塞大學阿默斯特分校的行為生态學家伊麗莎白·雅各布(Elizabeth Jakob)開辟了有趣的研究可能性。"我對眼睛協同工作的方式非常感興趣,"她說。
雅各布使用改良的眼鏡來制造蜘蛛眼動儀。她用可拆卸的粘合劑,将一隻雌性Phidippus audax綁在一根小塑膠棒的末端。然後,她在眼動儀前挂了一根帶有蜘蛛的棍子,這隻蜘蛛栖息在一個面向視訊螢幕的小球上。一旦蜘蛛就位,雅各布就會播放視訊。當蜘蛛觀察時,她記錄了主眼的反應。
跟蹤器向主眼的視網膜發射紅外光,而相機則記錄反射的X形視野。反射後來疊加在蜘蛛的視訊中,揭示了蜘蛛的主要眼睛所關注的内容。對于人類來說,觀看組合視訊就像通過傳送門窺視蜘蛛的視覺世界。
雅各布通過向不同的眼睛展示各種圖像來梳理眼睛之間的關系。在4月15日發表在《實驗生物學雜志》(Journal of Experimental Biology)上的一項研究中,雅各布和她的同僚們試圖确定側眼看到的物體導緻蜘蛛擺動主眼以獲得更清晰的視野。該測試不僅探索眼睛如何協同工作;它對跳躍的蜘蛛來說很重要。
"看看什麼吸引了他們的注意力真的很有趣,"雅各布斯說。"就讓這扇小窗戶進入他們的腦海。
首先,蟋蟀的剪影 - 跳躍蜘蛛的誘人食物 - 出現在螢幕上。你可以分辨出蜘蛛的主眼何時鎖定在飛蛾上,因為旋翼機開始擺動,快速掃描輪廓,稍微向一側扭曲,然後向另一側扭曲。蜘蛛的主眼可以做這種視覺體操,因為視網膜位于兩個長而可移動的管子後面,每個管子由六塊肌肉控制。
為了找出為什麼蜘蛛的注意力可能會從蜻蜓身上移開,雅各布在位于第二眼視野的螢幕區域添加了額外的圖像。對黑色橢圓形感興趣?不。也許是一個黑色的十字架?還是另一隻蟋蟀?不為所動。縮小的黑色橢圓呢?仍然沒有。如果橢圓越來越大怎麼辦?賓果遊戲:飛镖迅速飛到不斷擴大的橢圓形,以獲得更好的外觀。
一隻跳躍的蜘蛛的主要眼睛可以專注于準備一頓驚喜晚餐,而另一隻眼睛會注意到并忽略任何無關的事情。然而,如果這些次要的眼睛發現的東西越來越大,那麼這可能是一個需要立即關注的近距離捕食者。這是一個美麗的設計 - 它可以讓人輕易分心嫉妒。
"我們一直在可能令人興奮的海洋中遊泳,"雅各布說。過濾這些資訊的一種方法是優先考慮和關注某些内容,而不是其他事情。"對于任何試圖專注于閱讀一件事的人來說,這當然是熟悉的。
<如何看到蜘蛛> <h1類"pgc-h-arrow-right-"data-track""25"中看到的内容</h1>
一隻跳躍的蜘蛛栖息在泡沫球上(并用塑膠棒和可拆卸的粘合劑固定)觀看視訊。
還有一個特殊的眼動儀記錄了蜘蛛的主要眼睛在看的地方。研究人員可以看到,當白色X落在蟋蟀身上并停留在蟋蟀身上時,跳線的主眼将其主要注意力集中在蟋蟀的輪廓上,如下面的視訊所示。當主眼集中在飛蛾上時,研究人員添加了形狀,例如生長或遞減的橢圓形,以觀察次要眼睛。隻有當橢圓機較大時,主眼才會将焦點轉移到橢圓形。生長在外圍的物體可能是近距離捕食者
<h1類"pgc-h-箭頭右轉"資料軌道""28">焦點顔色</h1>
在哺乳動物中,人類和許多其他靈長類動物具有非凡的色彩感。大多數人可以看到三種顔色的光線 - 紅色,藍色和綠色 - 以及介于兩者之間的各種色調組合。許多其他哺乳動物通常隻看到一些藍色和綠色的光。許多蜘蛛也可能有粗糙的顔色感,但對于它們來說,它們通常基于綠色和紫外線,這将它們的視力擴充到人類可以看到的光譜的深紫色端,并覆寫了藍色和紫色的陰影。之間。
但一些跳躍的蜘蛛看到的更多。在匹茲堡大學,由Morehouse上司的一個研究小組發現,一些物種在兩層綠色敏感光受體之間有一個過濾器,允許蜘蛛在其主要視野中心的小區域内檢測到紅光。這為他們的世界增添了紅色,橙色和黃色的色調,加上紫外線,使他們比人類更寬的彩虹色。
看到紅色很友善,因為它經常在自然界以及紅燈和停車标志的人類工程世界中用作警告。對于跳躍的蜘蛛來說,看到紅色的能力可能已經演變成一種避免有毒獵物的方式。但是,一旦蜘蛛可以使用這個新的色彩世界,它們就會很好地利用它。"色覺的演變似乎伴随着它們在交配時可以看到的新顔色的快速使用,"Morehouse說。
使用雅各布的眼動儀,莫爾豪斯正在測試雌性跳蛛,看看它們對雄性用來吸引它們的豐富多彩的瘋狂舞蹈有什麼興趣。他發現,追求者使用了運動和顔色的組合,這似乎是為了通過玩弄女人的各種眼睛來捕捉和保持她的注意力而設計的。她隻能在主眼的回轉形狀中看到顔色,在中心隻能看到紅色,橙色和黃色色調。除非他能用他的行動引起她側眼的注意,否則她不會把主要目光轉向他,否則她可能永遠不會看到他五顔六色的五名軍官。對他來說,這可能是一個生死攸關的問題,因為一個不為所動的女人可能會決定和他一起做飯。
Morehouse研究的物種之一,Habronattus pyrrithrix,有一張耀眼的紅色臉和美麗的灰綠色前腿。然而,雌性似乎對雄性第三條腿上的橙色膝蓋印象最深刻。當雄性第一次找到雌性時,他會擡起前腿,仿佛将飛機引導到登機口,然後左右掠過,希望引起人們對她的第二隻眼睛的注意。當她轉向他時,他走近了,開始輕彈他擡起的前肢末端的腕關節。你幾乎可以聽到他說:"嘿,女士,在這裡!"
一旦他引起了她的注意,橙色的膝蓋就出來了。"他們以一種躲避貓和貓的方式将它們從後面移動到視野中,"莫爾豪斯說。
為了弄清楚是什麼讓一個男人的節目改變了一個女人的頭,莫爾豪斯使用了一些技巧。他制作了一段男人跳舞的視訊,然後把它展示給一個坐在眼軌上的女人,看看每個變化如何影響她的注意力。如果一個男人擡起了橙色的膝蓋,但沒有動靜,她就不那麼感興趣了。如果膝蓋在移動,但橙色被移除,她會看,但很快就會失去興趣。他必須有正确的外表和正确的動作。
"他用運動來影響她的外表,然後他用顔色來引起她的注意,"莫爾豪斯說。
佛羅裡達大學蓋恩斯維爾分校(University of Florida at Gainesville)的行為生态學家麗莎·泰勒(Lisa Taylor)将男性政策比作人類廣告商的政策。"這感覺就像營銷人員用來影響我們決策的很多技能,"泰勒說。"了解蜘蛛的心理有時感覺就像了解人類的心理一樣。
<h1類""pgc-h-right-arrow"資料軌道""38">你能感覺到嗎?</h1>
男性求愛節目中的膝蓋揮舞旨在吸引女性的注意力。但加州大學伯克利分校的行為生态學家達米安·埃利亞斯(Damian Elias)發現,舞蹈隻是表演的一部分。
許多蜘蛛使用振動進行交流,有報道稱跳蛛就是其中之一。當伊萊亞斯進一步調查時,他發現雄性跳蜘蛛的動作伴随着非常精細的振動夜曲,這些曲調通過地面發送到人類感覺之外的雌性。
"這對我來說是一個完全的驚喜,"埃利亞斯說。當他與其他蜘蛛科學家分享他的發現時,"他們絕對驚呆了。"
為了竊聽蜘蛛的地震聲,伊萊亞斯使用了雷射振動器,類似于航空航天工業中用于測量飛機部件振動的技術。他把一隻雌性蜘蛛綁在像鼓面一樣伸展的尼龍表面上,然後又加了一隻雄蜘蛛。當雄性找到雌性時,它開始唱歌和跳舞,它的腿拍打水面,振動它的腹部。
振動器測量表面的振動,并将其轉換為人類可以聽到的空氣中的聲音,顯示砰砰聲,劃痕聲和嗡嗡聲。Elias還以每秒1000幀的速度錄制求愛視訊,這樣他就可以放慢速度,看看聲音和動作是如何同步的。它就像一個微型鼓獨奏,與蜘蛛的輕彈和踢腿完美比對。
"如果沒有技術,我們就無法獲得它,"Elias說。"這有點像打開了這個秘密世界。
< >h1級的良好振動""pgc-h-箭頭右轉"資料軌道-"45"</h1>
雄性跳蛛試圖吸引和保持潛在配偶的注意力。通過敲擊前腿并以不同的速度擺動腹部(赫茲或赫茲),男性可以産生三種類型的地震信号,研究人員可以使用雷射振動測量來捕獲。
跳躍蜘蛛的感官世界充滿了來自地面的振動。但是由于這些振動的感覺取決于蜘蛛站立的東西,是以當他從樹葉跳到岩石再到土壤時,事情變化很快。
對于通過空氣而不是地面感覺聲音振動的人類來說,伊萊亞斯想象這可能就像走兩步,突然在水中聽,然後兩步,被泡沫包圍,然後回到空中。蜘蛛的整個感官世界都在不斷變化,但它們會毫不猶豫地适應。
現在,以外星人的聽力世界為例,再加上跳線腿的尖端也有化學傳感器的事實。"他們四處走動,品嘗他們去過的一切,"伊萊亞斯說。
人們對跳躍蜘蛛感覺系統的這一方面知之甚少,但泰勒佛羅裡達實驗室于7月29日發表在《蜘蛛科學雜志》上的一項新研究表明,雄性蜘蛛可能想要品嘗潛在配偶的痕迹。大多數跳躍的蜘蛛不會捕捉獵物。他們跟着撲了上去。但是蜘蛛在四處移動時會不斷掉落一根鐵絲,一根安全繩,以防它們掉下來或需要快速逃脫。
在這項新研究中,雄性H. pyrrithrix在踩到母線時可以感覺到它。泰勒的實驗室現在正在測試雄性蜘蛛是否能檢測到将他引向可能願意與他交配的處女雌性絲蜘蛛與已經交配并可能更喜歡吃他的雌性蜘蛛留下的套索之間的差別。
"我們學得越多,它就越複雜,"泰勒說。跳蜘蛛"非常直覺,有很多振動發生,然後發生化學反應。很難想象它不會隻是超級壓倒性的。"
不知何故,跳躍的蜘蛛被感官洪水很好地控制了 - 它們幾乎生活在地球上的任何地方。你可能見過一個,可能是在你自己的房子裡。雖然它們很小,但如果你知道你要找什麼或它們要找什麼,就很容易識别它們。
坎特伯雷大學的納爾遜說:"下次你看到牆中間有一隻蜘蛛,你看着它,它轉過身來看着你,它是一隻跳躍的蜘蛛。它用它的輔助眼睛來檢測你朝它移動,它正在檢查你。
蜘蛛可能隻是在想象世界在人眼中的樣子。
< h1級"pgc-h-arrow right-right"資料跟蹤"56">飛虎隊</h1>
跳躍蜘蛛用它們異常好的視力做的一件事就是跳躍。蜘蛛更喜歡狩獵,而不是建立網絡來被動地捕獲食物。它們能夠快速準确地撲向昆蟲和其他蜘蛛,在500多年前的中國明朝為它們赢得了"飛虎"的綽号。
科學家們正在學習這個昵稱是多麼合适。至少有一組蜘蛛物種計劃進行戰略攻擊,包括精心設計的繞道到達目标 - 這種聰明的狩獵行為通常歸因于真正的老虎等聰明的哺乳動物。
從平台的中間塔開始,一隻跳躍的蜘蛛設定了一條通往唯一一個用餐盒子的路線。她必須遠離目标,看不到它
"他們做的一些事情可以讓你整夜熬夜。Cross和坎特伯雷著名的蜘蛛跳躍專家Robert Jackson已經測試了該物種,包括聰明的Portia Fimbriata,并在實驗室中面臨挑戰。在一項研究中,研究小組将一隻蜘蛛放在一座被水包圍的塔頂上(如圖),因為他們知道蜘蛛會盡可能地避開水。從栖木上,蜘蛛可以看到另外兩座塔:一座塔頂有一盒獵物,另一座有一箱枯葉。兩者都可以通過多個凸起的走道從平台進入。在勘測了現場之後,大多數蜘蛛爬下塔,選擇正确的路徑到達目标 - 即使最初遠離目标,看不到獵物,并首先通過錯誤的起點。