Denken Spinnen?

Spinnweben enthalten Hinweise auf die Entscheidungen einer Spinne.

Quelle: William Eberhard, mit Genehmigung verwendet.

Spinnweben können schön, kompliziert und tödlich sein – aber was können sie uns über die Spinnen erzählen, die sie bauen?

Es gibt über 3.100 Arten von Orb-Weaver-Spinnen, deren Größe von einem bis zu mehreren Zentimetern reicht. Sie sind häufig in Gärten, Feldern und Wäldern zu finden, wo sie spiralförmige, radförmige Netze bilden.

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Frühe Naturwissenschaftler kamen zu dem Schluss, dass die Konstruktion des Orb-Netzes sehr stereotyp ist. Sie stellten fest, dass diese Spinnen keine Erfahrung oder das Lernen benötigen, um perfekte Kugeln zu bauen, und die Gesamtreihenfolge, in der verschiedene Teile der Kugel gebaut werden, ist unveränderlich.

Diese Ansicht von Orb-Weberinnen als kleine Automaten, die ihr vorprogrammiertes Verhalten nicht an veränderte Umstände anpassen konnten, herrschte lange Zeit vor. Neuere Forschungen haben jedoch gezeigt, dass Orb-Weber in vielerlei Hinsicht flexibel sind. Sie passen ihr Verhalten im Webaufbau an verschiedene Arten von Stimuli an, einschließlich ihres Seidenvorrats, der Größe des zur Verfügung stehenden Freiraums, der Ausrichtung des Netzes in Bezug auf die Schwerkraft, des Windes sowie der eigenen Größe und der Spinne Gewicht.

“Diese Art von Flexibilität wirft die Frage auf, ob die Anpassungen aus vorprogrammierten Anweisungen resultieren und automatisch ausgeführt werden oder ob sie aus komplexeren Prozessen wie” Einsicht “oder” Verständnis “resultieren”, sagt William Eberhard, Wissenschaftler am Smithsonian Tropisches Forschungsinstitut.

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Im Web surfen

Kugelbahnen bestehen aus einer Reihe konzentrischer Kreise, die von der kleinsten in der Mitte, der sogenannten Nabe, ausgehen und nach außen abstrahlen. Die Kreise sind durch Seidenlinien in Sektoren unterteilt, wie bei einer Torte. Beim Aufbau eines Netzes baut die Spinne zunächst das Gerüst aus nichtklebender Seide auf, bevor eine abschließende klebrige Linie hinzugefügt wird, die sich von den Außenkanten der Nabe nach innen windet.

Interessanterweise schließen Orb-Weber diesen Prozess blind ab: Sie können die Linien in ihrer Bahn nicht sehen und die Konstruktion findet normalerweise im Dunkeln statt. Stattdessen verlassen sie sich auf ihren Tastsinn.

“Die Spinne klopft mit einem Bein wie ein Blinder mit einem Stock in Richtung der Stelle, an der sich die innere Schleife der klebrigen Schnur wahrscheinlich befindet”, sagt Eberhard. „Wenn diese Linie berührt wird, wird sofort die neue Linie, die sie produziert, angefügt. Anschließend wird der nächste Radius gesucht und die nächste Anlage erstellt. Die innere Schlaufe dient somit als eine Art Leitplanke, während die Spinne zusätzliche Schlingen aus klebrigen Leinen bildet. “

Durch die schrittweise Einwärtsbewegung vom äußeren Rand der Kugel aus und mit diesem taktilen Stichwort vermeidet es die Spinne, die vorherige klebrige Schleife zu überqueren. Dies kann als “Nicht-Kreuz-Regel” betrachtet werden.

Die Positionen der Linien in einem Netz stellen konkrete, genaue Aufzeichnungen von Hunderten von Verhaltensentscheidungen einer Spinne dar. Durch das Nachverfolgen der Linien, die eine Spinne macht, kann man ableiten, wenn die Do-Not-Cross-Regel nicht verwendet wird.

Regelbrecher

In einem neuen Artikel nutzt Eberhard diese Aspekte der Orb-Bahnen, um die Verhaltensflexibilität bei zwei Arten von Orb- Weaver -Spinnen, Zosis Geniculata und Uloborus Diversus , zu bewerten . Er analysierte, wann Spider die Regel “Nicht-Kreuz” verwenden, wenn sie neue Bahnen von Grund auf neu bauen und vorhandene Bahnen reparieren.

Eberhard zeigt, dass diese Spinnen flexibel sind, ob sie diese Regel verwenden, um klebrige Spiralkonstruktionen zu steuern, insbesondere bei Reparaturen.

„Normalerweise haben sie die Regel sehr selten verletzt, nur einmal alle tausend Entscheidungen“, sagt Eberhard. “Aber sie brachen es routinemäßig, als sie sich” in eine Ecke gemalt “fanden, wobei ein großer Teil des Netzes keine klebrigen Linien hatte und der einzige Weg, diesen Teil zu erreichen, war, die Regel zu brechen.”

Durch gelegentliches Ignorieren der Nicht-Kreuz-Regel erhielten Spinnen Zugang zu ansonsten unzugänglichen Abschnitten ihrer Bahnen. Zum Beispiel haben Z. geniculata- Spinnen, die Bahnen mit einem einzigen beschädigten Sektor reparieren, nie die Do-Not-Cross-Regel verletzt, aber diejenigen, die zwei- oder dreilochige Bahnen reparieren, brachen die Regel ungefähr zur Hälfte.

Denken wie eine Spinne

Traditionell wird die Verhaltensflexibilität bei einem winzigen Tier wie einem Orb-Weber entweder dem Lernen oder vorprogrammierten, angeborenen Anweisungen zugeschrieben. Das Lernen ist aus mehreren Gründen unwahrscheinlich, einschließlich der oft erheblichen Zeit zwischen Konstruktionsentscheidungen und Auswirkungen der Beute auf das Web, was die Verknüpfung der Ereignisse erschwert.

Die vorprogrammierte Anweisungshypothese kann auch die Beobachtungen in dieser Studie nicht erklären. Ein zeitweiliger Verstoß gegen die Do-Not-Cross-Regel war nur eine von mehreren Arten, auf die Spinnen ansonsten unzugängliche Teile ihrer Netze in die klebrige Spiralkonstruktion eindrangen. Darüber hinaus legen die Details der Situationen, in denen die Regel verletzt wurde, und die Veränderung der Verhaltensanpassungen (z. B. die Schärfe von Kurven) nahe, dass eine angeborene Reaktion unwahrscheinlich ist. Es müssten viele verschiedene vorprogrammierte Verhaltensweisen vorhanden sein, um mit den vielen unterschiedlichen Kontexten umzugehen, in denen die Regel verletzt wurde.

„Die Ergebnisse lassen vermuten, dass diese Spinnen ein gewisses„ Verständnis “(obwohl offensichtlich nicht genau das, was ein Mensch erlebt) der physischen Standorte von Orten in der Kugel, in denen sich offene Räume befinden, die noch nicht mit klebrigen Linien bedeckt sind, und wie solche Räume zu erreichen, indem die Nicht-Kreuz-Regel gebrochen wird, die sonst stark beeinflusst, wo sie klebrige Linien legen “, sagt Eberhard.

Wie Eberhard in der Zeitung schreibt: “Irgendwann wird es weniger überzeugend, auf der Grundlage vorprogrammierter Antworten immer komplexere Erklärungen zu erfinden, als davon auszugehen, dass das Tier einfache kognitive Fähigkeiten verwendet, um Probleme zu lösen.”

Spidey Sense

Die größte Herausforderung – und laut Eberhard auch der aufregendste Aspekt seiner Arbeit – besteht in der Arbeit mit einem Tier, dessen Sinneswelt sich von unserer unterscheidet.

Er teilte eine besonders erfreuliche Erfahrung, die er sah, wie eine weibliche Weberin anscheinend versuchte, eine Kugel zu starten. Er verstand ihr Verhalten so gut, dass er erkennen konnte, was sie versuchte, und ihr direkt helfen. An einem windigen Morgen, mit wenigen Stützen in der Nähe, machte die Spinne wiederholt Abfahrten und Anstiege auf einer einzigen Linie, nachdem sie nur eine einzige horizontale Linie gebaut hatte. Eberhard interpretierte diese Verhaltensweisen als fruchtlose Versuche, eine zusätzliche Unterstützung für ihr Netz zu finden, indem sie eine neue Linie schwebten.

„Ich musste zu einer auserlesenen Gruppe von Menschen gehören, die direkt und wissentlich am Aufbau eines Orb-Netzes mitwirkte, indem ich die lose Spitze der Linie, die sie produzierte, packte und sie auf eine nahegelegene Stütze packte“, sagt er.

“Die Spinne ging sofort die Linie zu dieser Unterstützung entlang, verstärkte die Befestigung und begann sofort die nächsten Schritte beim Bau einer Kugel.”

Für Eberhard lohnt es sich, aus Fotos von Orb-Bahnen ableiten zu können, was eine Spinne gemacht hat und warum sie es getan hat (dh die Hinweise, die sie wahrscheinlich verwendet hat). Seine Arbeit legt nahe, dass die traditionelle Annahme, dass Spinnenverhaltensflexibilität vorprogrammiert ist, nicht richtig ist.

“Die große Überraschung in diesem Artikel ist, dass ein so kleines,” einfaches “Tier etwas haben könnte, das sogar Einsicht oder Verständnis hat,” sagt er.

Verweise

Eberhard, WG (2019). Anpassungsfähige Flexibilität bei der Führung von Spinnennetzkonstruktionen und deren mögliche Auswirkungen auf die Spinnenerkennung. Verhalten 156 (3-4). DOI: https://doi.org/10.1163/1568539X-00003544.