Reklama

Jak pająki tworzą sieci? Sztuczna inteligencja pomoże to zrozumieć

Jak to możliwe, że tak małe pająki tworzą tak złożone sieci?

Jak pająki tworzą nić przędną? Naukowcy wykorzystali sztuczną inteligencję, by prześledzić zachowanie tych owadów z niespotykaną do tej pory precyzją.

Nić przędna to wielofunkcyjna, długa i cienka nić, która powstaje w efekcie krzepnięcia na powietrzu wydzieliny gruczołów przędnych niektórych stawonogów. Nić przędna pająków nazywana jest nicią pajęczą, a utworzone z niej sieci łowne – pajęczyną.

Zespół naukowców z Johns Hopkins University wykorzystał kamery noktowizyjne i sztuczną inteligencję, aby zbadać każdą pozycję wszystkich ośmiu odnóż pająka podczas tworzenia pajęczyny. Dzięki temu powstał model, który może przewidzieć etapy budowy sieci na podstawie ruchów samego owada.

Po raz pierwszy zainteresowałem się tym tematem, kiedy byłem na spacerze z moim synem. Po obejrzeniu spektakularnej sieci pomyślałem: „Gdybyś poszedł do zoo i zobaczył szympansa, który to buduje, pomyślałbyś, że to jest niesamowite zwierzę”. Cóż, rzeczywistość jest jeszcze bardziej niesamowita, ponieważ mózg pająka jest tak mały. Teraz zdefiniowaliśmy całą choreografię budowania sieci, co nigdy nie zostało zrobione dla architektury żadnego zwierzęcia w tak dużej rozdzielczości.

Andrew Gordus, biolog behawioralny z Johns Hopkins University

Małe mózgi, wielkie sieci

Ptaki budują gniazda, kraby kominy, a larwy owadów z rzędu chruścików ochronne skrzynki, w których żyją. Ale żaden z tworów ze świata zwierząt nie jest tak skomplikowany, różnorodny i spektakularny jak pajęcza sieć. Naukowcy postanowili przyjrzeć się pająkom Uloborus diversus, które powszechnie występują w Stanach Zjednoczonych i Meksyku.

Podczas nagrań obserwowano sześć pająków, które w nocy tkały swoją sieć. Naukowcy wykorzystali sieci neuronowe do śledzenia 26 punktów na ciele każdego z pająków.

Nawet jeśli nagrywasz to na wideo, to jest to bardzo dużo nóg do śledzenia, przez długi czas, u wielu osobników. Tego po prostu jest za wiele, aby przejrzeć każdą klatkę i ręcznie opisać punkty nóg. Użyliśmy uczenia maszynowego do przeanalizowania ruchów pająka, klatka po klatce.

Abel Corver, neurofizjolog z Johns Hopkins University.

W ten sposób badacze zarejestrowali wielogodzinną budowę 21 pajęczyn, a także każdy ruch ciała pająka, który wspomnianą konstrukcję wykonał. To pierwszy krok w kierunku prób określenia, w jaki sposób maleńkie mózgi pająków mogą radzić sobie z tworzeniem tak złożonych sieci. Szczegóły zostały opisane w czasopiśmie Current Biology.