研究:蜘蛛沒有耳朵,但它們仍能“聽到”聲音
你可能知道它們是“絲織工”、“建築師”、昆蟲滅絕者,或者可能只是微型的八條腿的怪物–蜘蛛的多功能性就是如此。但是,儘管這些已經令人印象深刻的“履歷”,科學家們可能已經發現了蛛形綱動物最迷人的天賦:沒有耳朵的“聽覺”。在周二發表在《美國國家科學院院刊》上的一篇論文中,來自紐約州立大學賓漢姆頓分校的研究人員發現,圓網蛛可以通過蛛網上的微小振動來探測聲音。
作為人類,我們依靠耳膜將聲波壓力轉化為我們大腦可以理解的信號,然後,一旦我們的大腦處理這些信號,我們就會了解到這是什麼聲音,它來自哪裡,它有多大,等等。沒有耳膜,世界將是一片寂靜。大多數其他脊椎動物也是這樣聽的,但是像昆蟲和蜘蛛這樣的動物就沒有這樣的聽覺工具。
多年來,研究已經證明,蜘蛛是用它們腿毛對空氣振動來“聽”的,因為這些毛對附近的聲音振動很敏感,但這幾乎是專家們認為蛛形綱動物“聽覺”的極限了–直到現在。
而且,儘管這項新研究的蛛網振動發現本身就很驚人,但它還暗示了一些可以說是更令人瞠目結舌的事情。圓網蛛可能在物理上調整它們的蜘蛛網“弦”,以便在它們所希望的任何音調上歸零。這個概念類似於我們調整汽車收音機以找到我們最喜歡的電台。
在他們的新研究中,研究人員從校園內的窗戶上收集了一些圓網蛛,實驗就在那裡進行的。
他們將每個爬行對象放入一個隔音室中的矩形框架內,並等待蜘蛛建造它們的網狀作品。之後,研究小組播放了一些聲音,看看蜘蛛是否能“聽到”並做出反應– 它們確實如此,甚至對音量非常(非常)低的噪音也是如此。
然後,為了更進一步,研究小組嘗試從不同角度播放聲音,看蜘蛛是否能找出聲音的來源– 它們做到了,而且準確率高達100%。
果然,在分析了圓網蛛的網後,研究人員發現這些精緻的作品迅速捕捉到了附近空氣顆粒的運動,這些空氣顆粒由於聲波的作用而振動。因此,研究小組得出結論,通過站在振動的“弦”上,圓網蛛可以感知,或者說”聽到”聲音。
此外,研究人員發現,在感知聲音的同時,蜘蛛要么蹲下,要么在網上伸展。雖然這種行為在過去曾被目睹過,但它並沒有被詳細解釋。但隨著他們的新知識,即蜘蛛網與蜘蛛的“聽覺”感知有關係,該小組開始將這些點聯繫起來。
他們表示,這很可能是蜘蛛通過蹲下主動改變蛛絲的張力,例如,從而定制它們的網,像收音機一樣調諧特定的聲音。
然而,在作出任何重大聲明之前,研究人員希望解決最後一個注意事項。“真正的問題是,如果網是這樣移動的,那麼蜘蛛是否利用它聽到了?” 該研究的共同作者Ron Miles在一份聲明中說。“這是一個很難回答的問題。 為了解決這個問題,邁爾斯和共同作者賴俊鵬(他是Miles實驗室的一名博士生)進行了最後的實驗。”
他們用一個微型揚聲器為蜘蛛播放聲音,這些聲音在到達蜘蛛網之前幾乎完全消失,但繼續作為振動在蜘蛛網的“弦”上強烈傳播。從本質上講,這將“弦”的振動方面與實際的、可聽的聲音方面隔離開來。根據這項研究,12只蜘蛛中的4只仍然對極弱的信號有反應,這意味著它們可以感受到網本身的振動,並排除了警告的說法。
展望未來, Miles敦促,未來的研究應該研究其他類型的蜘蛛是否參與同樣的行為,儘管他說:“有理由猜測,類似的蜘蛛在類似的網上會有同樣的反應。”
而且,甚至在更遠的地方,他相信這些發現可以為人們設計麥克風、助聽器和手機的方式提供參考。Miles說:“蜘蛛確實是一個自然的證明,這是一種利用空氣中的粘性力量來感知聲音的可行方法。”
“如果它在自然界中起作用,也許我們應該仔細觀察它。”