Loading...Przyjrzyjmy się bliżej… Mechanizm ruchu u pająków
Ten artykuł jest to pierwsza część, która mam nadzieję będzie początkiem całej serii wydawanej cyklicznie co jakiś czas. Możecie pisać do mnie na PW aby podsuwać mi pomysły, odnośnie tego co chcielibyście przeczytać. Postaram się co miesiąc zamieszczać nowe wiadomości.
Jak już zapewne wszyscy wiemy, pająk ma dwie główne części ciała. Głowotułów i odwłok. Do głowotułowiu „przyczepione” jest 8 odnóży pająka. Każde odnóże zbudowane jest z 7 segmentów. Budowa odnóży przedstawiona jest na obrazku poniżej.
I choć niektórym pająkom te włoski nie przydają się tak często jak innym, to jednak praktycznie każdy pająk je ma. Przykładem niewykorzystywania tych mechanizmów jest np. T. blondi która ze względu na swe rozmiary i wagę, unika wspinania się po niepewnych podłożach. Jednak są takie pająki jak Evarcha arcuata która biega, chodzi, pływa i skacze przez wiele przeszkód, często lądując na niepewnym podłożu. Dlatego jej mechanizmy czepne są bardzo rozwinięte. Jej cały tarsus pokryty jest szczecinkowymi tworami rozmieszczonymi hierarchicznie (niektóre mają trzymać innej powierzchni), jak i oczywiście zakończone dwoma pazurami służącymi do przytwierdzania się do twardych powierzchni. Końcówka stępu każdego odnóża pokryta jest włoskami nazywanymi „setae”, całkiem długimi i bardzo cienkimi włoskami, które rozdzielają się i rozchodzą na końcu w twór zwany „setulae”.
Każdy z tych tworów „setulae” ma na końcu spłaszczony koniec zwany „spatula” który maksymalizuje kontakt z podłożem. W polsce takie zakończenie potocznie nazwać można „stopką końcową”. E. arcuata potrafi wytworzyć siłę przyciągania pozwalająca utrzymać jej 160 krotność wagi swojego ciała, wspinać się po każdej powierzchni nie narażając się na upadek.
Okazuje się iż niektóre pająki np. Aphonopelma seemani produkują tworzywo podobne do pajęczyny z członu stopowego, ułatwiające tym ptasznikom poruszanie się po śliskich powierzchniach. Przeprowadzono badanie polegające na spuszczaniu pająka na szklaną powierzchnię umieszczoną pod kątem. Okazało się że w każdym z badanych przypadków, pająk pozostawiał na szybie tworzywo imitujące/przypominające pajęczynę.Jednak są osoby podważające tą teorię.
Uważa się iż w pająk poruszając się nie tylko normalnie obciążają odnóże by się przyczepić, lecz również muszą równolegle (w tym samym momencie) wykonać ruch ślizgowy (parallel slide) , tak by zaczepić się pazurkami. Duże znaczenie w szybkim, dynamicznym a nawet wręcz błyskawicznym przyczepianiem się do podłoża, mają°Ce zginania się poszczególnych segmentów odnóży pająka.
Można porównać stawy u pająków do ludzkich. I tak każde odnóże ma w sobie kilka rodzajów stawów o których chciałbym również wspomnieć:
1. Staw „ciało-biodro”- bardzo przypomina staw panewkowy
2.Staw „biodro- krętarz”- uważa się iż jest to staw panewkowy bądź staw siodełkowy
3. Staw „krętarz-udo”- jest to staw uniwersalny
4. Staw „udo-rzepka”- staw zawiasowy
5. Staw „rzepka-goleń”- również staw zawiosowy, bądź staw uniwersalny
6. Staw „goleń-człon piętowy”-staw zawiasowy
7. Staw „człon piętowy-człon stopowy”- staw uniwersalny
Uważa się że stawy u większości gatunków pająków są takie same. A mianowicie są to stawy monocondylar i bicondylar. 8 odnózy pająka jest bardzo dobrym równoważnikiem pomiędzy stabilizacjią podczas poruszania i skomplikowaniem działania.
Takie wyniki przedstawił Rainer F. Foelix w Biology of Spiders, Oxford University Press. 2 edition, September 1996.
I choć realnie możliwość zginania odnóży jest zależna od pozycji, w której jest, podłoża na którym znajduje się pająk i ogólnie na stanie „zdrowia” pająka a szczególnie jego odnóży, to takie wyniki jak powyżej zostały przedstawione i udokumentowane. Na obrazku nie widać jednak jednej ważnej rzeczy, która pojawia się u wielu pająków. A mianowicie iż kąt nachylenia pazurków do podłoża podczas pierwszego kontaktu z podłożem wynosi 30°. Dopiero przy obciążeniu kończyny większa powierzchnia członu stopowego dotyka podłoża.
Przekrojowy schemat pozycji pająków przy różnych rodzajach podłoża na przykładzie
D. triton. A. na solidnym podłożu, B. i C. na powierzchni wody.
Odnóża pająków są promieniowo rozmieszczone w stosunku do „ciała” z 45°przerwą między dwiema sąsiadującymi nogami. Przez taką budowę śmiało powiedzieć że system ten jest zbudowany symetrycznie. Chodzi mi o to że dla pająka nie ma różnicy gdzie ma głowę czy gdzie ma tył, ponieważ budowa 8 odnóży jest identyczna, co pozwala pająkowi poruszać się w każdą stronę , wykonując te same ruchy. Jednak nie bądźmy złudni… to że wszystkie ptaszniki chodzą tak samo nie oznacza że wszystkie pająki tak chodzą.
Zobrazowany jeden „cykl kroczny” na przykładzie Lycosa rabida.
Zobrazowany jeden cykl kroczny na podstawie Dolomedes triton.
Jak widać na powyższych obrazkach, ruchy które wykonują te dwa pająki różnią się mocno od siebie. Głównym powodem jest iż Dolomedes triton jest pająkiem żerującym na taflach wody i jego ruchy zaprogramowane są na taki właśnie teren. Jednak pomimo wyjścia na stabilne podłoże ruchy te są praktycznie identyczne.
Ruchy które pająk wykonuje możliwe są dzięki zaawansowanemu systemowi tłoczenia płynów do odnóży i mięśni, które jednak nie występują u wszystkich pająków. Jednak u znacznej większości. Ponieważ szkielet pająka znajduje się na zewnątrz jego organizmu, to i działanie mięśni ma również inną zasadę. Pająk może użyć tych mięśni jedynie by podwinąć swoje odnóża lecz by cofnąć ich położenie musi użyć płynów z własnego organizmu, głównie krwi, aby odgiąć to odnóże. System który zapewnia mu to wymagane ciśnienie można porównać do hydraulicznego, gdzie serce jest główną pompą, która reaguje a wręcz odpowiada za szybkość, gwałtowność i trwanie np. „sprintu” pająka.
Pająki są zdolne po prostu kontrolować tempo pracy serca zależnie od sytuacji w której się znajdują. Stąd ich niesamowita umiejętność rozpędzania się w ułamku sekundy. Jedynie gwałtowna zmiana przepływu krwi pozwala na „wystrzelenie” z ogromną prędkością, bez konieczności°Cowego przyśpieszania.
Podwijanie odnóży przez pająka, jak wspomniałem jest zasługą jego mięśni. Mięśnie pająka to bardzo ciekawy temat który postaram się rozwinąć w następnym artykule. Na razie w skrócie przedstawię jak mają się mięśnie nóg do funkcjonowania pająka. Uważa się iż mięśnie pajęczaków mają tylko funkcję zginaczy. To oznacza iż pająk może sam zgiąć odnóże jednak już te mięśnie nie wystarczają aby cofnąć ten ruch. Jak wspomniałem wtedy używa on systemu pompowania płynów. Jednak okazuje się iż wiele pająków (jednak nie wszystkie) posiada również mięśnie prostowniki które są jednak mocno zredukowane. Do końca nie jest znana przydatność tych mięśni, i zakres w jakim ułatwiają one odginanie odnóży, jednak pewnym jest że biorę w tym udział. Potwierdzili to zgodnie SNODGRASS, R. E., PETRUNKEVITCH, A.,ELLIS, C. H.,DILLON, L. S. , BROWN, R. B. więc sądzę że możemy zaufać ich doniesieniom.
Na obrazku szkic poglądowy pokazujący jak rozmieszczone są mięśnie „sterujące” odnóżami pająka na przykładzie Satlicidae sp.
Szczególne wrażenie robią ptaszniki, których imponujące rozmiary wydawać by się mogło, nie sprzyjają szybkim ruchom. Lecz jak widać mechanizm ruchu pająków sprawdza się również u ich największych przedstawicieli. Na przykładzie szczególnie ptaszników nadrzewnych, możemy pokazać jak ten system sprawnie działa. Czy w poziomie czy w pionie, czy na liściu ziemi czy na korze, pająki te potrafią skakać, biegać i polować, co robi z nich naprawdę uniwersalnych myśliwych, i naturalny model badawczy dla naukowców zajmujących się robotami.
Ruchy te są bardzo dokładnie badane by móc odwzorować je i wykorzystać ich wszystkie zalety w codziennym życiu człowieka, poprzez wprowadzenie nowych bardziej ergonomicznych metod transportu. Również takie firmy zlecają badania mechanizmów ruchu pająka. Posiadając ogromne budżety na badania udostępniają nam dużo ciekawostek i nowych informacji, które pomogą nam zrozumieć dokładnie funkcjonowanie obiektów naszej pasji. Miejmy nadzieję że dzięki badaniom i tym wspaniałym istotom, w przyszłości nasze życie stanie się łatwiejsze.
Na sam koniec zapraszam do obejrzenia, jeśli nie macie możliwości zrobić tego naprawdę, filmu przedstawiającego kroczącego ptasznika:
Dostarczył Tylordurden
———————————————–
Bibliografia:
———————————-
1.ANDERSON, N. M. (1976). A comparative study of locomotion on the water surface in semiaquatic
bugs (Insecta, Hemiptera, Gerromorpha). Vidensk.
2.WALKING AND SURFACE FILM LOCOMOTION IN TERRESTRIAL AND SEMI-AQUATIC SPIDERS BY JEFFREY W. SHULTZ* Department of Zoological and Biomedical Sciences, Ohio University, Athens,
OH 45701, USA
3.BROWN, R. B. (1939). The musculature of Agelena naevia. J. Morph.
4.Spider Leg-muscles and the Autotomy Mechanism By D. A. PARRY (King’s College, Cambridge)
————–
Strony internetowe:
——————-
1.http://www.physorg.com
Tekst pochodzi z arachnea.org. Więcej informacji w stopce.
Liczba wyświetleń: 3
