Die Arachnid, die mit den Beinen riecht

Peitschenspinnen riechen mit spezialisierten Beinen nach Hause.

Peitsche Spinne (Phrynus).

Quelle: Maximilian Paradiz, über Wikimedia Commons. Verteilt unter einer CC BY 2.0-Lizenz.

Vor einigen Jahren entschied der Biologe Daniel Wiegmann von der Bowling Green State University, dass er ein neues Forschungsthema brauchte. Sein Kollege, der Experte für Spinnentiere, Eileen Hebets von der University of Nebraska, Lincoln, schlug vor, eine Peitsche im Web zu kaufen. Sie garantierte, dass, wenn Wiegmann nur eine Weile beobachtet hatte, er die Tiere studieren wollte.

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“Sie hatte recht”, sagt Wiegmann. „Sie sind faszinierend anzusehen. Es sind wunderschöne Tiere und unglaubliche Raubtiere, aber für den Menschen harmlos. “

Peitschenspinnen, auch Amblypygiden genannt, sind eine Art nächtlicher Spinnentier, der in warmen und tropischen Lebensräumen vorkommt. Wie alle Spinnentiere haben sie acht Beine; Ihre vorderen zwei Beine haben sich jedoch zu sensorischen Strukturen wie Antennen entwickelt und werden tatsächlich als antennenförmige Beine bezeichnet. Die antennenförmigen Beine sind stark gestreckt und mit sensorischen Zellen bedeckt, einschließlich Rezeptoren für Geruchsentwicklung an den äußersten Enden.

Peitschenspinnen neigen dazu, wochen- oder monatelang eine Heimatbasis unter Steinen und Trümmern oder in Spalten an der Basis von Bäumen abzustecken. In der Nacht treten sie aus ihren Unterkünften aus und suchen nach Beute. Sie sind in der Lage, Entfernungen von mindestens 30 m zu überwinden, kehren jedoch immer an ihren ursprünglichen Standort zurück.

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Phrynus barbadensis.

Quelle: ArachnoVegan, über Wikimedia Commons. Verteilt unter einer CC BY-SA 4.0-Lizenz.

„Viele Arthropoden haben sehr clevere Wege, nach Hause zu gelangen“, sagt Wiegmann. “Die meisten Arthropoden verwenden die Pfadintegration, bei der sie im Wesentlichen ihre Schritte in die verschiedenen Richtungen zählen, in denen sie gehen, und dann Trigonometrie durchführen, um den Weg zurückzufinden.”

Wiegmann sagt, dass die Navigation bei Nachtarthropoden im Allgemeinen visuell gesteuert wird. Peitschenspinnen sind jedoch weder auf die Pfadintegration noch auf die Vision angewiesen.

„Wir können Peitschenspinnen verdrängen und sie können aus ziemlich großen Entfernungen zurückfinden“, sagt er. „Aber sie scheinen es nicht mit den Methoden zu erreichen, die andere Arthropoden verwenden.

“Das einzige, was wir als zukünftigen Navigationsmechanismus identifizieren konnten, ist die Geruchsentwicklung”

Schnupftest

Um die Hypothese zu testen, dass Peitschenspinnen olfaktorische Eingaben aus ihren Antennenbeinen verwenden, um ihre Unterkünfte zu finden, führten Wiegmann, Hebets und Kollegen ein Laborexperiment durch. Sie verwendeten die Peitschenspinne Phrynus marginemaculatus, eine in Florida heimische Art. Während der Körper von P. marginemaculatus weniger als ein Viertel Zoll lang ist, können seine antennenförmigen Beine Längen von fast vier Zoll erreichen.

Die Forscher bildeten Peitschenspinnen aus, um durch einen Geruchssinn den Zugang zu einem Tierheim im Labor zu identifizieren. Sie stellten fest, dass die Spinnentiere leicht lernten, einen Unterschlupf durch Geruch zu lokalisieren, und erinnerten sich für zwei Wochen an diesen Ort.

Dann schnitten die Forscher die Enden der Antennenspitzen der Peitschenspinnen ab und entfernten die Riechrezeptoren. Ohne ihren Geruchssinn verschwanden die Lokalisierungsfähigkeiten der Peitschenspinnen. Darüber hinaus war der Grad der Wiederfindung der Schutzlokalisierung, wenn auch in bescheidener Form, bei der späteren Umschulung der Probanden davon abhängig, wie viele Riechrezeptoren entfernt wurden.

Peitsche Spinne (Phrynus).

Quelle: Maximilian Paradiz, über Wikimedia Commons. Verteilt unter einer CC BY 2.0-Lizenz.

Zusammen bestätigen diese Ergebnisse Ergebnisse aus Feldversuchen, die zeigen, dass Peitschenspinnen Riechrezeptoren an ihren Antennenbeinen verwenden können, um die Position der Unterkunft zu bestimmen und dass ihr Riechgedächtnis robust ist.

Wiegmann sagt, die größte Überraschung besteht darin, dass Peitschenspinnen so sehr auf Riechvorgänge angewiesen sind und nicht viele sensorische Hinweise zur Navigation verwenden.

Peitschenspinnen haben Gehirnstrukturen, sogenannte Pilzkörper, die zumindest in Insekten an der sensorischen Integration und insbesondere der Geruchsentwicklung beteiligt sind. Peitschenspinnen haben im Verhältnis zu ihrer Gehirngröße die größten Pilzkörper aller untersuchten Arthropoden. Wiegmann und seine Kollegen hielten dies für einen Hinweis darauf, dass die Spinnentiere eine Menge sensorischer Informationen integrieren, aber es scheint, dass sie nur Geruchssinn brauchen, um nach Hause zu gelangen.

Olfaction ist kein typischer Mechanismus, durch den Arthropoden navigieren, sagt Wiegmann – und wir verstehen nicht wirklich, wie Peitschenspinnen dies tun.

„Wir wissen nur, dass wir, wenn wir ihre Geruchsrezeptoren abtragen, keinen Weg nach Hause finden“, sagt Wiegmann. „Die Quellen und die Zusammensetzung der verwendeten Geruchssignale müssen jedoch noch festgelegt werden.

„Bilden sie eine Art olfaktorische Landschaft oder eine Karte ihrer Umgebung? Es ist im Moment völlig unklar. “

Verweise

Wiegmann, DD, Moore, CH, Flesher, NR, Harper, ED, Keto, KR, Hebets, EA, und Bingman, VP (2019). Nächtliche Navigation durch Peitschenspinnen: Antennenförmige Beine vermitteln die olfaktorische Lokalisation eines Tierheims aus nächster Nähe. Tierverhalten 149: 45-54. Doi: 10.1016 / j.anbehav.2019.01.005.