微小的跳蛛,有着奇妙的眼睛,似乎能够做一些我们以前只在脊椎动物中见过的事情:区分有生命和无生命的物体。
在 2021 年的一次测试中,野生跳蛛(持续半角膜)在面对两种模拟物体时表现不同,这表明有能力区分它们。
这项研究不仅表明这种能力在动物王国中的存在范围比我们想象的还要广泛。 它表明该团队的实验装置可以用于以同样的方式测试其他无脊椎动物。
“这些结果清楚地证明了跳蛛区分生物运动线索的能力,”研究人员在 2021 年的论文中写道。
“跳蛛中基于生物运动的检测系统的存在加深了有关这种视觉处理策略的进化起源的问题,并开启了这种机制可能在整个动物界广泛传播的可能性。”
仔细想想,生物应该能够区分生物和非生物,这是有道理的。 这真的可能是生死攸关的问题吗? 躲避掠食者,或追逐猎物。
然而,目前尚不清楚微小的无脊椎动物是否依赖于区分运动和非运动、或有生命和无生命物体的能力。
跳蛛似乎是测试的绝佳候选者,因为它们具有惊人的良好视力。 像大多数蜘蛛一样,它们有八只眼睛; 但跳蛛的眼睛在它们小脸的正面有两个闪闪发光的清澈黑色大池,可能赋予他们四色视觉。
由前哈佛大学生物学家 Massimo De Agrò 领导的研究小组收集了 60 个样本半唇蝠,常见于整个北半球。 然后对这些蜘蛛进行专门设计的点光测试。
这是它的工作原理。 当呈现与人体主要关节位置相对应的 11 个移动点时,人类测试对象可以识别出属于人类的运动模式。 这 11 个点在静止时不会传达相同的含义吗? 它们只有 11 个点。
De Agrò 和他的团队根据蜘蛛的关节设计了类似的点光源显示器。 他们还设计了其他点光显示器,包括移动的椭圆形和与任何生物的运动都不相似的随机运动。
为了向蜘蛛展示动画,研究小组将蜘蛛的身体固定在球形“跑步机”上,让其在压缩空气流上滚动。
蜘蛛试图在跑步机上行走的方式被认为是其对点光动画响应的指标。
然后,向 60 只蜘蛛中的每只蜘蛛展示了点光显示器,并仔细记录了它们的反应。
有趣的是,跳蛛转动着身体,用大眼睛盯着那些不太栩栩如生的展示品。 随机点光显示的效果最为明显,它像活的有机体一样移动最少。
研究小组意识到,这与蜘蛛眼睛的工作方式有关。 头部一侧的副眼可能没有两只大眼睛的视力敏锐,但它们确实为蜘蛛提供了几乎 360 度的视野。
如果蜘蛛用眼睛发现了它可以识别的东西,但也发现了它无法识别的东西,它会优先考虑奇怪的东西,因为可识别的东西将保留在它的视野中。
“副眼正在观察生物运动的点光显示,它已经可以理解它,而其他随机运动很奇怪,它们不明白那里有什么,”De Agrò 在 2021 年声明中解释。
研究小组希望他们的系统可以用于将他们的测试应用于其他无脊椎动物,例如昆虫和蜗牛,以便尝试更多地了解这种能力是如何进化的。
60只蜘蛛全部安然无恙地回归野外? 虽然可能有点困惑。
该研究发表于公共科学图书馆生物学。
本文的一个版本于 2021 年 7 月首次发布。