Jak fungují pavoučí oči?

Způsobují strach a nepřátelství. Některé své schopnosti ale lidé nejen obdařili fiktivním superhrdinou, ale také je aktivně využívají ve skutečnosti. Koneckonců, pavouci jsou možná nejvíce technicky vyspělá stvoření na planetě.

Fotoaparát se zoomem a panoramatem

Většina pavouků má oči, které jsou jednoduché: proč někdo, kdo tráví podstatnou část svého času sezením na webu, potřebuje ostré vidění? Existují však druhy, které opustily tkaní sítí a získaly jasné barvy a složité chování.

Ano, skákací pavouci (Salticidae) stále v pohybu: skáčou ze stébla trávy na stéblo trávy a hledají kořist nebo partnera pro páření. Stejně jako většina ostatních pavouků mají osm očí: dvě jsou umístěny po stranách, pár je nasměrován dozadu a další dvě směřují dopředu. A pokud boční a zadní oči rozlišují pouze světlo, stín a náhlé pohyby, které pomáhají zvířeti uniknout před nepřáteli, pak jsou přední oči, největší, optickým zaměřovačem pro lov.

Hlavní pár očí, nazývaný také mediální pár, se strukturou liší od ostatních. „Hlavní“ oči nemají zrcadlo – vnitřní reflexní skořápku, ale existují svalové svazky, které pohybují sítnicí. Boční oči jsou naopak vybaveny zrcadlem a postrádají svaly. Hlavní oči jsou velmi protáhlé a v samotných hloubkách „optické trubice“ jsou buňky citlivé na světlo.

Ukazuje se, že oči skákajících pavouků s dlouhými ohnisky promítají na sítnici velký obraz s malým zorným polem, podobně jako teleobjektivy ve fotoaparátech. Svaly pohybují okem uvnitř hlavy pavouka a ono skenuje svět kolem sebe a spojuje mnoho detailních snímků do panoramatu.

Koně mají nejen trojrozměrné vidění, ale také dokonale rozlišují barvy, včetně blízkých barev, jako je oranžová a červená. V sítnici jejich očí, stejně jako u lidí, existují tři typy buněk citlivých na světlo.

Přečtěte si také

Super lepící páska

Bez ohledu na jejich velikost a hmotnost jsou pavouci schopni šplhat po absolutně hladkých vertikálních plochách, někdy neuvěřitelnou rychlostí. Pavouci mohou viset na hladkém skle i hlavou dolů, ale mohou kdykoli seskočit.

Nemají suchý zip jako chobotnice. Pavoučí noha připomíná velmi hustý kartáč. Každý milimetr povrchu je pokryt mnoha vlákny desetkrát tenčími než lidský vlas. Na konci se klky roztahují jako špachtle. V důsledku toho vznikají interakční síly mezi nabitými částicemi na molekulární úrovni mezi pavoučí končetinou a povrchem.

Studie struktury těchto klků a podobně konstruovaných tlapek u gekonů pomohly vědcům vytvořit super lepicí pásku, jejíž 20 centimetrů unese váhu dospělého člověka. Jedním z autorů vynálezu byl Andre Geim, nositel Nobelovy ceny a vědec, který objevil grafen.

Přečtěte si také

Super silná vlákna

Všichni pavouci vylučují pavučiny – jedná se o sekreci speciálních žláz skládajících se z proteinu spidroinu, bohatého na glycin, alanin a serin. Glycin dodává síti pružnost a alanin a serin jí dodávají sílu. Při kontaktu se vzduchem tekutý sekret žlázek houstne a mění se v nit. Pevností se blíží nylonu a mezním napětím je srovnatelný s ocelí. Pavouci utrácejí tolik prostředků na výrobu spidroinu, že často sami sežerou stará a poškozená vlákna, aby je mohli znovu použít.

Lidé už dlouho chtěli získat podobná vlákna a v roce 2011 Malcolm Fraser a Donald Jarvis nahradili gen zodpovědný za produkci „hedvábného“ proteinu u bource morušového za podobný, který patří jednomu z druhů pavouků, v důsledku čehož získali velmi pevnou a elastickou nit Dračí hedvábí, který se používá při tvorbě neprůstřelných vesty. I když z hlediska síly a lehkosti je „dračí hedvábí“ stejně dobré jako skutečná pavučina, stejně jako hvězda.

signální světla

Pavouci nepotřebují příliš velkou kořist, takže mnoho z nich aplikuje na své sítě vzory, stabilimenta, které odrážejí UV paprsky. V důsledku toho se síť stává viditelnou pro ptáky a zároveň atraktivnější pro opylující hmyz, jako jsou květiny, které také odrážejí ultrafialové světlo.

Přečtěte si také

Architektura rámu

Pavouci používají pavučiny téměř všude: jako bezpečnostní systém při skocích, pro pletení kokonů a samozřejmě pro chytání sítí. Nejpokročilejší z nich vyrábí pavouci tkající koule (Araneidae). Vyrábí několik typů nití najednou. Hlavní jsou tuhé, jako nosné podpěry budov, vytvářejí pevný rám, na který pavouk spirálovitě připevňuje tenkou lepkavou nit, hlavní chytací nástroj.

Vlákna tkaniny jsou hydrofobní, to znamená, že odpuzují kapky vody. Proto, když prší, pás nenavlhne a zůstane lehký a odolný. Existují pavouci, kteří zcela přešli na podvodní životní styl. Například stříbrný pavouk (Argyroneta vodní) staví podvodní kopuli ze závitů, také pomocí silného rámu.

Pavouk naplňuje kopuli vzduchem a přináší bubliny z povrchu břicha, pokrytého chlupy namočenými v tukové látce. Stavba slouží jako podmořský domov pro stříbřité rybky, kde tito pavouci jedí kořist a dokonce se páří. Architekti již dlouho používají podobnou kopulovou konstrukci při stavbě střech stadionů, koncertních sálů a dalších moderních budov, které vyžadují velké, lehké a odolné podlahy.

Přečtěte si také

Hydraulika

V roce 1795 vynalezl Joseph Bramah hydraulický lis. Následně byla hydraulická technologie přenesena do mnoha vynálezů: od jízdních kol po kosmické lodě. Ukázalo se, že pavoučí nohy jsou postaveny na stejném principu.

Charakteristickým rysem pavouků je jejich osm chodících končetin a u některých druhů jsou několikrát delší než tělo. A pokud jsou u hmyzu svaly zodpovědné za ohýbání a prodlužování nohou, stejně jako u vás a mě, pak jsou končetiny pavouků strukturovány jinak. Svaly uvnitř dutých segmentů jejich nohou jsou uchyceny těsně nad ohyby, takže díky práci svalů se nohy mohou pouze ohýbat. Ale k prodloužení svých končetin a při vysoké rychlosti používají pavouci hydraulický systém, jediný mezi všemi členovci.

Aby pavouk narovnal nohu, napne svaly těla a zvýší tlak hemolymfy – takzvané „krve“ pavouků – až na 480 mmHg. Umění. (pro srovnání: normální lidský krevní tlak je pouze 130 mm Hg). Aby se noha při takovém přívalu tekutiny neroztrhla, jsou mezi tvrdými chitinovými segmenty silné elastické membrány, které absorbují nadměrný tlak.

Foto: SPL /LEGION-MEDIA (X6), NPL, DIOMEDIA, CHARLES J SHARP (SHARPPHOTOGRAPHY. CO. UK) (CC-BY-SA)

Materiál byl publikován v časopise „Around the World“ č. 7, červenec 2019, částečně aktualizován v červenci 2023