Биологи Элизабет Джейкоб, Скай Лонг и Адам Портер из Массачусетского университета в Амхерсте вместе с коллегами из Нью-Йорка и Новой Зеландии сообщают в новой статье, что их тесты на прыгающих пауках показывают, что вторичная пара глаз имеет решающее значение для способности основных глаз отслеживать движущиеся стимулы.
Как объясняет Джейкоб, у прыгающих пауков отличное зрение и восемь глаз. Основные глаза, обращенные вперед, имеют форму длинных трубок внутри головы паука с маленькими сетчатками в форме бумеранга, которые могут различать цвета и мелкие детали. Маленькая сетчатка означает, что основные глаза также имеют небольшое поле зрения, добавляет она. Чтобы компенсировать это, глазные трубы окружены мышцами, которые могут направлять взгляд в поле зрения. Она говорит: «Мне нравится аналогия с лучом фонарика, освещающим комнату и выхватывающим лишь небольшую часть сцены за раз».
Чтобы увидеть, куда смотрят пауки, исследователи разработали устройство для отслеживания взгляда. Айтрекеры используются психологами для изучения того, куда люди направляют свой взгляд, когда они выполняют такие задачи, как чтение, изучение визуальных сцен и вождение автомобиля. Они работают, следуя движениям поверхности глаза. Но поверхность паучьего глаза не двигается, поэтому устройство отслеживания глаз паука разработано так, чтобы заглядывать в глазные трубы.
Для своих экспериментов исследователи осторожно удерживают паука перед видеоэкраном и освещают его сетчатку инфракрасным светом, который животное не может видеть, но который освещает его сетчатку. Затем ученые записывают, куда паук направляет свои глазные трубки во время воспроизведения видео.
Их новая статья в журнале Current Biology показывает, что основным глазам помогает соседняя группа глаз, передние боковые глаза, которые соединяют основные глаза. Эти вторичные глаза имеют гораздо более простую структуру и не могут двигаться, но они чрезвычайно чувствительны к движению и имеют широкое поле зрения, которое перекрывается с полем зрения основных глаз, отмечает Якоб..
Замаскировав вторичные глаза нетоксичной смываемой краской и отслеживая движение основных глаз, когда пауки смотрели видео, она и ее коллеги обнаружили, что вторичные глаза направляют основные глаза, чтобы быстро найти и очень точно отследить диски движутся с разной скоростью.
Без дополнительных глаз стимул должен был появиться непосредственно перед основными глазами, чтобы они могли его исследовать. «Как будто их периферийное зрение находится в совершенно отдельном глазу», - говорит Якоб.«Этот уровень интеграции, при котором один глаз зависит от другого типа глаза, который морфологически очень отличается и физически отделен, чрезвычайно необычен».
Кроме того, она добавляет: «Этот новый инструмент позволяет нам задавать всевозможные вопросы о том, как животное с такой необычной зрительной системой может выполнять свои задачи. самки для спаривания. Эти проявления могут включать в себя вытягивание ног над головой и щелканье кончиками, поднятие или опускание коленей или поднятие живота».
В сотрудничестве с коллегами из Университета Цинциннати Джейкоб и его коллеги используют устройство отслеживания движений глаз, чтобы увидеть, какие именно части дисплея привлекают внимание самок и чем они отличаются у близкородственных видов. Другие сотрудники включают группу из Корнелла, которая записывает мозг, когда паук исследует различные стимулы в устройстве отслеживания глаз.
Якоб говорит: «Наша работа говорит нам кое-что о том, как визуальная информация может быть собрана и использована с таким большим эффектом у животного с таким маленьким мозгом. Даже для такого большого мозга, как наш, собрать и проанализировать визуальную информацию - непростая задача. В этой работе мы пытаемся понять, как эта очень компактная и элегантная визуальная система работает так эффективно и действенно».