Badanie pająków w kosmosie pokazało, że nie potrzebują one grawitacji

Z imponująco dużym pajęczynami, olśniewającymi kolorami na grzbietach żeńskich osobników i produkcją złotego jedwabiu pająki z gatunku Nephila są nie tylko zachwycające, ale i niezwykle pomocne w nauce – ich jedwab bada się nawet pod kątem biomateriałów do rekonstrukcji nerwów.

Przez dziesięciolecia naukowcy przeprowadzali niezliczone eksperymenty z grawitacją pająków. "Te obserwacje i eksperymenty mocno sugerują, że grawitacja jest ważnym czynnikiem podczas budowania pajęczyn, ale były w stanie odpowiedzieć na pytanie, czy pająki mogą budować pajęczyny w przypadku zerowej grawitacji, a jeśli tak, to w jaki sposób takie środowisko wpłynie na zbudowaną pajęczynę" – pisze zespół badaczy ze Szwajcarii i Stanów Zjednoczonych w swoim artykule, który opublikowano w czasopiśmie ‘The Science of Nature” – "Na te pytania można odpowiedzieć jedynie poprzez wprowadzenie pająków do środowiska z zerową grawitacją, tj. poprzez wprowadzenie pająków w przestrzeń kosmiczną".

Nowo opublikowane opracowanie nie jest pierwszym przypadkiem wysłania pająków w kosmos, ale po raz pierwszy mamy tak dokładne wyniki, ponieważ wcześniejsze eksperymenty napotkały pewne problemy.

W 1973 r. dwa europejskie pająki ogrodowe (Araneus diadematus) wyruszyły w kosmos na pierwszej amerykańskiej stacji kosmicznej Skylab, w ramach konkursu NASA Skylab Student Experiment Competition. Nie zrobiono żadnych zdjęć całych sieci, a pająkom nie dostarczono jedzenia ani wody, więc eksperyment się nie powiódł.

W 2008 roku zaś do testów na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) wykorzystano dwa gatunki pająków Nephila – jeden do badań, a drugi w osobnej komorze jako rezerwę. Tym razem nikt nie zapomniał spakować pokarmu, jednak eksperyment i tak zakończył się fiaskiem – rezerwowy pająk dostał się do komory głównej, przez co dwie pajęczyny się splątały, a zabrane w formie pokarmu dla pająków muszki owocówki zaczęły rozmnażać się zbyt szybko, by dwa osobniki mogły utrzymać ich populację pod kontrolą. Według naukowców "larwy i poczwarki muszki owocowej zaczęły zasłaniać okno obserwacyjne około dwa tygodnie po rozpoczęciu obserwacji. Po około miesiącu całkowicie zasłoniły to okno, co uniemożliwiło zobaczenie pająków".

Naukowcom udało się jednak uzyskać kolejną szansę na eksperyment w 2011 roku i z niej skorzystali. Tym razem nie było żadnych ucieczek pająków, brakujących zdjęć, ani inwazji muszek owocowych. Zamiast tego, co pięć minut robiono zdjęcie pajęczyn, a co dwanaście godzin włączano i wyłączano światła nad głową pająków, aby symulować światło dzienne. Chociaż zdarzył się jeden błąd (dwie z czterech rzekomych samic zostały uznane za samce), wyniki dwumiesięcznego eksperymentu na ISS były niewiarygodnie udane.

Pająki, które zostały wysłane w przestrzeń kosmiczną, były dość odporne w swoich nowych domach bez grawitacji – samiec przetrwał grawitację zerową przez 65 dni i po powrocie na Ziemię nadal żył, podczas gdy samica zbudowała 34 pajęczyny i wyliniała 3 razy – wszystkie pajęcze osiągnięcia są kosmicznymi rekordami.

Użycie świateł, które wskazywały kierunek “w dół” podczas eksperymentów na pająkach doprowadziło naukowców do zaskakującego odkrycia.

"Ponieważ w normalnej grawitacji – bez względu na to, czy światła były włączone, czy też nie – pająki konsekwentnie budowały asymetryczne pajęczyny i konsekwentnie były zwrócone w dół, siedząc na piastach, dochodzimy do wniosku, że grawitacja jest dla pająków najistotniejszym przewodnikiem orientacyjnym" – piszą naukowcy – "Kolejny wniosek jest taki, że przy braku grawitacji wizualny bodziec kierunku światła może służyć jako wskazówka orientacyjna".

Gdy w grę wchodzi grawitacja, pająki z grupy Nephila chętnie budują swoje asymetryczne pajęczyny i siedzą zwrócone do dołu, czekając na zdobycz. W przestrzeni ich pajęczyny były bardziej symetryczne, jednak gdy dostępne było światło, pająki wykorzystywały je jako punkt odniesienia i budowały swoje pajęczyny tak, jakby światło było odwrotne niż "w dół".

"Nie przypuszczaliśmy, że światło odegra jakąkolwiek rolę w orientacji pająków w przestrzeni" – powiedział biolog z Uniwersytetu Bazylejskiego Samuel Zschokke – "Mieliśmy wielkie szczęście, że lampy były przymocowane na górze komory, a nie po różnych stronach. W przeciwnym razie nie bylibyśmy w stanie odkryć wpływu światła na symetrię sieci w zerowej grawitacji. To, że pająki mają zapasowy system orientacji, wydaje się zaskakujące, ponieważ w trakcie swojej ewolucji nigdy nie były wystawione na działanie środowiska bez grawitacji".

Aby dowiedzieć się, dlaczego tak się dzieje i co oznacza to dla pająków żyjących na naszej planecie, naukowcy zapowiadają więcej badań nad kosmicznymi pajęczakami.