想象一下,世界是灰色的,有点模糊,好像你糟糕的周边视力已经占据了上风。这种模糊的视野延伸到如此之远,以至于您还可以看到身后昏暗的形状和运动。一个亮点是随着视线的移动而产生的X形颜色飞溅。在飞溅的中心,一切都很清晰 - 一个小窗户,在薄薄的灰色景观中呈现出清晰,色彩缤纷的细节。
添加一些红杉树大小的草叶,您将能够用跳跃的蜘蛛的八只眼睛看到世界的样子。这可能有点像在房间周围的3D IMAX屏幕上观看聚焦不佳的黑白电影,当您将聚光灯放在指向它的地方时,您会给它一个高清色彩。换句话说,这真的非常非常奇怪,至少与我们两只眼睛的人类视角相比。
跳蜘蛛属于蜘蛛舞蹈家族,以其欢快华丽的交配而闻名,它们的大前洞可以拍摄可爱的特写镜头,而且它们的体型很小 - 已知的6000多种跳蛛中的一些比芝麻小。
但科学家们发现,这些较小的蜘蛛形动物远远不止于此。研究人员通过创新实验探索了这些蜘蛛的生活,探索它们的视觉,感官和味觉能力,以了解成为另一种动物的感觉。

跳跃的蜘蛛有一种独特的感知世界的方式。
辛辛那提大学(University of Cincinnati)视觉生态学家内森·莫尔豪斯(Nathan Morehouse)说:"我研究昆虫和蜘蛛的部分原因是,这种想象力对于真正试图进入完全陌生的世界以及这些动物的思想和感知是必要的。
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与蜜蜂和苍蝇的复眼不同,它们的复眼将来自数百或数千个镜头的信息组合成一个像素化的马赛克图像,而跳跃蜘蛛的眼睛类似于人类和大多数其他脊椎动物的眼睛。蜘蛛在每只眼睛上都有一个晶状体,将光线聚焦在视网膜上。
主眼 - 只需要我们拟人化的大眼睛 - 对于通常长在2到20毫米之间的生物具有令人难以置信的高分辨率。它们的视力比其他任何蜘蛛都更敏锐,这是它们能够以令人印象深刻的精度跟踪和扑向猎物的能力的秘诀。它们的视力可与鸽子,猫和大象等大型动物相媲美。事实上,人类的视力只比跳蜘蛛好五到十倍。
跳跃的蜘蛛的八只眼睛,用扫描电子显微镜放大,共同看到一个近360度的世界。
"鉴于你可以在人眼中容纳很多蜘蛛,这很棒,"新西兰基督城坎特伯雷大学动物行为研究员Simeona Nelson说。"就大小而言,与跳蜘蛛的眼睛可以达到的空间敏锐度类型没有可比性。
但这种尖锐的视野只覆盖了蜘蛛视野的一小部分。两只主眼中的每只眼睛都看到了一个狭窄的陀螺仪形状的世界。它们共同构成了高分辨率色彩感知的"X"。相邻的一对较小、不那么锐利的眼睛以黑白扫描宽广的视野,看看什么需要大而高分辨率的眼睛的注意。
蜘蛛头的一侧是两对分辨率较低的眼睛,任何人类父母都会羡慕它们。它们让蜘蛛监控背后发生的事情,而近360度的视角对于既是猎人又是猎物的小动物来说是一个真正的优势。事实上,跳蜘蛛可能会认为我们的210度视野非常可怜。
但在其他方面,跳蜘蛛的视觉世界与我们的没有太大区别。动物的主眼和第一双次眼所做的工作与两只眼睛的高度敏锐的中心视觉和低分辨率的周边视觉基本相同。像蜘蛛一样,我们专注于一个相对较小的区域,而在很大程度上忽略了其余区域,直到有东西引起我们的注意。
"我完全认为它们完全相同,"尼尔森说。"蜘蛛跳跃解决方案正是我们使用的解决方案。他们只是以一种较小的方式采用了它。"
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跳蜘蛛的四只眼睛各有各的责任,各自独立行动,但都协同工作。这项合作为马萨诸塞大学阿默斯特分校的行为生态学家伊丽莎白·雅各布(Elizabeth Jakob)开辟了有趣的研究可能性。"我对眼睛协同工作的方式非常感兴趣,"她说。
雅各布使用改良的眼镜来制造蜘蛛眼动仪。她用可拆卸的粘合剂,将一只雌性Phidippus audax绑在一根小塑料棒的末端。然后,她在眼动仪前挂了一根带有蜘蛛的棍子,这只蜘蛛栖息在一个面向视频屏幕的小球上。一旦蜘蛛就位,雅各布就会播放视频。当蜘蛛观察时,她记录了主眼的反应。
跟踪器向主眼的视网膜发射红外光,而相机则记录反射的X形视野。反射后来叠加在蜘蛛的视频中,揭示了蜘蛛的主要眼睛所关注的内容。对于人类来说,观看组合视频就像通过传送门窥视蜘蛛的视觉世界。
雅各布通过向不同的眼睛展示各种图像来梳理眼睛之间的关系。在4月15日发表在《实验生物学杂志》(Journal of Experimental Biology)上的一项研究中,雅各布和她的同事们试图确定侧眼看到的物体导致蜘蛛摆动主眼以获得更清晰的视野。该测试不仅探索眼睛如何协同工作;它对跳跃的蜘蛛来说很重要。
"看看什么吸引了他们的注意力真的很有趣,"雅各布斯说。"就让这扇小窗户进入他们的脑海。
首先,蟋蟀的剪影 - 跳跃蜘蛛的诱人食物 - 出现在屏幕上。你可以分辨出蜘蛛的主眼何时锁定在飞蛾上,因为旋翼机开始摆动,快速扫描轮廓,稍微向一侧扭曲,然后向另一侧扭曲。蜘蛛的主眼可以做这种视觉体操,因为视网膜位于两个长而可移动的管子后面,每个管子由六块肌肉控制。
为了找出为什么蜘蛛的注意力可能会从蜻蜓身上移开,雅各布在位于第二眼视野的屏幕区域添加了额外的图像。对黑色椭圆形感兴趣?不。也许是一个黑色的十字架?还是另一只蟋蟀?不为所动。缩小的黑色椭圆呢?仍然没有。如果椭圆越来越大怎么办?宾果游戏:飞镖迅速飞到不断扩大的椭圆形,以获得更好的外观。
一只跳跃的蜘蛛的主要眼睛可以专注于准备一顿惊喜晚餐,而另一只眼睛会注意到并忽略任何无关的事情。然而,如果这些次要的眼睛发现的东西越来越大,那么这可能是一个需要立即关注的近距离捕食者。这是一个美丽的设计 - 它可以让人轻易分心嫉妒。
"我们一直在可能令人兴奋的海洋中游泳,"雅各布说。过滤这些信息的一种方法是优先考虑和关注某些内容,而不是其他事情。"对于任何试图专注于阅读一件事的人来说,这当然是熟悉的。
<如何看到蜘蛛> <h1类"pgc-h-arrow-right-"data-track""25"中看到的内容</h1>
一只跳跃的蜘蛛栖息在泡沫球上(并用塑料棒和可拆卸的粘合剂固定)观看视频。
还有一个特殊的眼动仪记录了蜘蛛的主要眼睛在看的地方。研究人员可以看到,当白色X落在蟋蟀身上并停留在蟋蟀身上时,跳线的主眼将其主要注意力集中在蟋蟀的轮廓上,如下面的视频所示。当主眼集中在飞蛾上时,研究人员添加了形状,例如生长或递减的椭圆形,以观察次要眼睛。只有当椭圆机较大时,主眼才会将焦点转移到椭圆形。生长在外围的物体可能是近距离捕食者
<h1类"pgc-h-箭头右转"数据轨道""28">焦点颜色</h1>
在哺乳动物中,人类和许多其他灵长类动物具有非凡的色彩感。大多数人可以看到三种颜色的光线 - 红色,蓝色和绿色 - 以及介于两者之间的各种色调组合。许多其他哺乳动物通常只看到一些蓝色和绿色的光。许多蜘蛛也可能有粗糙的颜色感,但对于它们来说,它们通常基于绿色和紫外线,这将它们的视力扩展到人类可以看到的光谱的深紫色端,并覆盖了蓝色和紫色的阴影。之间。
但一些跳跃的蜘蛛看到的更多。在匹兹堡大学,由Morehouse领导的一个研究小组发现,一些物种在两层绿色敏感光受体之间有一个过滤器,允许蜘蛛在其主要视野中心的小区域内检测到红光。这为他们的世界增添了红色,橙色和黄色的色调,加上紫外线,使他们比人类更宽的彩虹色。
看到红色很方便,因为它经常在自然界以及红灯和停车标志的人类工程世界中用作警告。对于跳跃的蜘蛛来说,看到红色的能力可能已经演变成一种避免有毒猎物的方式。但是,一旦蜘蛛可以使用这个新的色彩世界,它们就会很好地利用它。"色觉的演变似乎伴随着它们在交配时可以看到的新颜色的快速使用,"Morehouse说。
使用雅各布的眼动仪,莫尔豪斯正在测试雌性跳蛛,看看它们对雄性用来吸引它们的丰富多彩的疯狂舞蹈有什么兴趣。他发现,追求者使用了运动和颜色的组合,这似乎是为了通过玩弄女人的各种眼睛来捕捉和保持她的注意力而设计的。她只能在主眼的回转形状中看到颜色,在中心只能看到红色,橙色和黄色色调。除非他能用他的行动引起她侧眼的注意,否则她不会把主要目光转向他,否则她可能永远不会看到他五颜六色的五名军官。对他来说,这可能是一个生死攸关的问题,因为一个不为所动的女人可能会决定和他一起做饭。
Morehouse研究的物种之一,Habronattus pyrrithrix,有一张耀眼的红色脸和美丽的灰绿色前腿。然而,雌性似乎对雄性第三条腿上的橙色膝盖印象最深刻。当雄性第一次找到雌性时,他会抬起前腿,仿佛将飞机引导到登机口,然后左右掠过,希望引起人们对她的第二只眼睛的注意。当她转向他时,他走近了,开始轻弹他抬起的前肢末端的腕关节。你几乎可以听到他说:"嘿,女士,在这里!"
一旦他引起了她的注意,橙色的膝盖就出来了。"他们以一种躲避猫和猫的方式将它们从后面移动到视野中,"莫尔豪斯说。
为了弄清楚是什么让一个男人的节目改变了一个女人的头,莫尔豪斯使用了一些技巧。他制作了一段男人跳舞的视频,然后把它展示给一个坐在眼轨上的女人,看看每个变化如何影响她的注意力。如果一个男人抬起了橙色的膝盖,但没有动静,她就不那么感兴趣了。如果膝盖在移动,但橙色被移除,她会看,但很快就会失去兴趣。他必须有正确的外表和正确的动作。
"他用运动来影响她的外表,然后他用颜色来引起她的注意,"莫尔豪斯说。
佛罗里达大学盖恩斯维尔分校(University of Florida at Gainesville)的行为生态学家丽莎·泰勒(Lisa Taylor)将男性策略比作人类广告商的策略。"这感觉就像营销人员用来影响我们决策的很多技能,"泰勒说。"了解蜘蛛的心理有时感觉就像理解人类的心理一样。
<h1类""pgc-h-right-arrow"数据轨道""38">你能感觉到吗?</h1>
男性求爱节目中的膝盖挥舞旨在吸引女性的注意力。但加州大学伯克利分校的行为生态学家达米安·埃利亚斯(Damian Elias)发现,舞蹈只是表演的一部分。
许多蜘蛛使用振动进行交流,有报道称跳蛛就是其中之一。当伊莱亚斯进一步调查时,他发现雄性跳蜘蛛的动作伴随着非常精细的振动夜曲,这些曲调通过地面发送到人类感知之外的雌性。
"这对我来说是一个完全的惊喜,"埃利亚斯说。当他与其他蜘蛛科学家分享他的发现时,"他们绝对惊呆了。"
为了窃听蜘蛛的地震声,伊莱亚斯使用了激光振动器,类似于航空航天工业中用于测量飞机部件振动的技术。他把一只雌性蜘蛛绑在像鼓面一样伸展的尼龙表面上,然后又加了一只雄蜘蛛。当雄性找到雌性时,它开始唱歌和跳舞,它的腿拍打水面,振动它的腹部。
振动器测量表面的振动,并将其转换为人类可以听到的空气中的声音,显示砰砰声,划痕声和嗡嗡声。Elias还以每秒1000帧的速度录制求爱视频,这样他就可以放慢速度,看看声音和动作是如何同步的。它就像一个微型鼓独奏,与蜘蛛的轻弹和踢腿完美匹配。
"如果没有技术,我们就无法获得它,"Elias说。"这有点像打开了这个秘密世界。
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雄性跳蛛试图吸引和保持潜在配偶的注意力。通过敲击前腿并以不同的速度摆动腹部(赫兹或赫兹),男性可以产生三种类型的地震信号,研究人员可以使用激光振动测量来捕获。
跳跃蜘蛛的感官世界充满了来自地面的振动。但是由于这些振动的感觉取决于蜘蛛站立的东西,所以当他从树叶跳到岩石再到土壤时,事情变化很快。
对于通过空气而不是地面感知声音振动的人类来说,伊莱亚斯想象这可能就像走两步,突然在水中听,然后两步,被泡沫包围,然后回到空中。蜘蛛的整个感官世界都在不断变化,但它们会毫不犹豫地适应。
现在,以外星人的听力世界为例,再加上跳线腿的尖端也有化学传感器的事实。"他们四处走动,品尝他们去过的一切,"伊莱亚斯说。
人们对跳跃蜘蛛感觉系统的这一方面知之甚少,但泰勒佛罗里达实验室于7月29日发表在《蜘蛛科学杂志》上的一项新研究表明,雄性蜘蛛可能想要品尝潜在配偶的痕迹。大多数跳跃的蜘蛛不会捕捉猎物。他们跟着扑了上去。但是蜘蛛在四处移动时会不断掉落一根铁丝,一根安全绳,以防它们掉下来或需要快速逃脱。
在这项新研究中,雄性H. pyrrithrix在踩到母线时可以感觉到它。泰勒的实验室现在正在测试雄性蜘蛛是否能检测到将他引向可能愿意与他交配的处女雌性丝蜘蛛与已经交配并可能更喜欢吃他的雌性蜘蛛留下的套索之间的区别。
"我们学得越多,它就越复杂,"泰勒说。跳蜘蛛"非常直观,有很多振动发生,然后发生化学反应。很难想象它不会只是超级压倒性的。"
不知何故,跳跃的蜘蛛被感官洪水很好地控制了 - 它们几乎生活在地球上的任何地方。你可能见过一个,可能是在你自己的房子里。虽然它们很小,但如果你知道你要找什么或它们要找什么,就很容易识别它们。
坎特伯雷大学的纳尔逊说:"下次你看到墙中间有一只蜘蛛,你看着它,它转过身来看着你,它是一只跳跃的蜘蛛。它用它的辅助眼睛来检测你朝它移动,它正在检查你。
蜘蛛可能只是在想象世界在人眼中的样子。
< h1级"pgc-h-arrow right-right"数据跟踪"56">飞虎队</h1>
跳跃蜘蛛用它们异常好的视力做的一件事就是跳跃。蜘蛛更喜欢狩猎,而不是建立网络来被动地捕获食物。它们能够快速准确地扑向昆虫和其他蜘蛛,在500多年前的中国明朝为它们赢得了"飞虎"的绰号。
科学家们正在学习这个昵称是多么合适。至少有一组蜘蛛物种计划进行战略攻击,包括精心设计的绕道到达目标 - 这种聪明的狩猎行为通常归因于真正的老虎等聪明的哺乳动物。
从平台的中间塔开始,一只跳跃的蜘蛛设定了一条通往唯一一个用餐盒子的路线。她必须远离目标,看不到它
"他们做的一些事情可以让你整夜熬夜。Cross和坎特伯雷著名的蜘蛛跳跃专家Robert Jackson已经测试了该物种,包括聪明的Portia Fimbriata,并在实验室中面临挑战。在一项研究中,研究小组将一只蜘蛛放在一座被水包围的塔顶上(如图),因为他们知道蜘蛛会尽可能地避开水。从栖木上,蜘蛛可以看到另外两座塔:一座塔顶有一盒猎物,另一座有一箱枯叶。两者都可以通过多个凸起的走道从平台进入。在勘测了现场之后,大多数蜘蛛爬下塔,选择正确的路径到达目标 - 即使最初远离目标,看不到猎物,并首先通过错误的起点。