in

Des chercheurs documentent chaque étape de la development d'une toile d'araignée :


Des chercheurs de l'Université Johns Hopkins ont découvert précisément remark les araignées construisent des toiles en utilisant la eyesight nocturne et l'intelligence artificielle pour suivre et enregistrer chaque mouvement des huit pattes pendant que les araignées travaillaient dans l'obscurité.

Leur création d'un livre de jeu ou d'un algorithme de création de websites Net apporte une nouvelle compréhension de la façon dont des créatures dotées d'un cerveau d'une fraction de la taille d'un humain sont capables de créer des structures d'une telle élégance, complexité et précision géométrique. Les résultats, désormais disponibles en ligne, devraient être publiés dans le numéro de novembre de Latest Biology.

"Je me suis d'abord intéressé à ce sujet alors que j'étais en train d'observer les oiseaux avec mon fils. Après avoir vu une toile spectaculaire, je me suis dit:" si vous alliez dans un zoo et voyiez un chimpanzé construire cela, vous penseriez que c'est un chimpanzé incroyable et impressionnant ". Eh bien, c'est encore in addition étonnant parce que le cerveau d'une araignée est si petit et j'étais frustré que nous n'en sachions pas plus sur la façon dont ce comportement remarquable se produit », a déclaré l'auteur principal Andrew Gordus, biologiste du comportement à Johns Hopkins. "Maintenant, nous avons défini l'ensemble de la chorégraphie pour la création de web-sites Web, ce qui n'a jamais été fait pour une architecture animale à une résolution aussi great."

Les araignées qui tissent des toiles et qui construisent aveuglément en utilisant uniquement le sens du toucher fascinent les humains depuis des siècles. Toutes les araignées ne construisent pas de toiles, mais celles qui le font font partie d'un sous-ensemble d'espèces animales connues pour leurs créations architecturales, comme les oiseaux constructeurs de nids et les poissons-globes qui créent des cercles de sable élaborés lors de l'accouplement.

La première étape pour comprendre remark le cerveau relativement petit de ces architectes animaliers soutient leurs projets de development de haut niveau, est de documenter et d'analyser systématiquement les comportements et les habiletés motrices impliqués, ce qui n'a jamais été fait jusqu'à présent, principalement en raison des défis de la capture et enregistrer les steps, a déclaré Gordus.

Ici, son équipe a étudié un tisserand d'orbe hérissé, une araignée originaire de l'ouest des États-Unis qui est assez petite pour s'asseoir confortablement sur le bout d'un doigt. Pour observer les araignées pendant leur travail nocturne de building de toiles, le laboratoire a conçu une arène avec des caméras infrarouges et des lumières infrarouges. Avec cette configuration, ils ont surveillé et enregistré six araignées chaque nuit pendant qu'ils construisaient des toiles. Ils ont suivi les tens of millions d'actions individuelles des jambes avec un logiciel de eyesight industrielle conçu spécifiquement pour détecter les mouvements des membres.

"Même si vous l'enregistrez sur vidéo, cela représente beaucoup de étapes à suivre, sur une longue période, pour de nombreuses personnes", a déclaré l'auteur principal Abel Corver, un étudiant diplômé en création de web pages World wide web et en neurophysiologie. Nous avons donc formé un logiciel de eyesight industrielle pour détecter la posture de l'araignée, image par impression, afin que nous puissions documenter tout ce que les jambes font pour créer une toile entière. »

Ils ont découvert que les comportements de fabrication de toiles sont assez similaires entre les araignées, à tel stage que les chercheurs ont pu prédire la partie d'une toile sur laquelle une araignée travaillait simplement en voyant la place d'une patte.

"Même si la structure finale est un peu différente, les règles qu'ils utilisent pour construire le Website sont les mêmes", a déclaré Gordus. "Ils utilisent tous les mêmes règles, ce qui confirme que les règles sont codées dans leur cerveau. Maintenant, nous voulons savoir comment ces règles sont codées au niveau des neurones."

Les travaux futurs du laboratoire incluent des expériences avec des médicaments psychotropes pour déterminer quels circuits dans le cerveau de l'araignée sont responsables des différentes étapes de la development de la toile.

"L'araignée est fascinante", a déclaré Corver, "parce qu'ici vous avez un animal avec un cerveau construit sur les mêmes éléments fondamentaux que le nôtre, et ce travail pourrait nous donner des indices sur la façon dont nous pouvons comprendre les systèmes cérébraux in addition larges, y compris les humains, et je pense que c'est très excitant.

Les auteurs incluent également Nicholas Wilkerson, un ancien étudiant de leading cycle de Hopkins et actuellement étudiant diplômé à l'Atlantic Veterinary Higher education, et Jeremy Miller, un étudiant diplômé à Johns Hopkins.

Le travail a été soutenu par le programme de bourses de recherche d'études supérieures de la National Science Basis et la subvention R35GM124883 des Countrywide Institutes of Overall health.