عنکبوت‌های 'بیوه سیاه' حافظه بسیاری قوی دارند

بررسی های پژوهشگران حوزه زیست شناسی نشان می دهد که عنکبوت های موسوم به "بیوه سیاه" از حافظه بسیار خوبی برخوردارند.

به گزارش ایسنا به نقل از وایرد، "کلینت سرگی" (Clint Sergi)، پژوهشگر حوزه زیست شناسی هنگام کار کردن روی پروژه مقطع دکتری خود در "دانشگاه ویسکانسین در میلواکی" (UWM)، وقت خود را صرف طراحی چالش های کوچکی برای عنکبوت ها کرد که اغلب شامل پاداش دادن به آن ها با جیرجیرک های مرده یا گیج کردن آنها با دزدیدن جیرجیرک ها بود. سرگی گفت: پرسش بزرگی که انگیزه کار را ایجاد کرد، این بود که بدانیم در ذهن حیوانات چه می گذرد.

زیست شناسان از پیش می دانستند که مغز عنکبوت شبیه به مغز انسان نیست. دنیای حسی آن ها، برای زندگی در تارها و گوشه های تاریک طراحی شده است. سرگی افزود: این عنکبوت ها تقریباً هیچ دیدی ندارند. آنها چشم دارند اما چشمان آنها بیشتر برای احساس کردن نور و حرکت خوب هستند. در عوض ، ادراک یک عنکبوت موسوم به "بیوه سیاه" (black widow) عمدتاً از ارتعاشات ناشی می شود که فرآیندی شبیه به شنیدن است. پاهای این عنکبوت شبیه به گوش هایی هستند که ارتعاشات را از طریق شبکه تار عنکبوت دریافت می کنند.

از نظر شناخت، زیست شناسان می دانند که این عنکبوت ها زمان شکار کردن را به یاد می آورند. برخی از دانشمندان از جمله سرگی معتقد هستند که آن ها حتی یک بازنمایی ذهنی را در مورد تارهای خود تشکیل می دهند. با وجود این، اطلاعات زيادي در مورد جزئیات خاطرات آنها یا تأثیر رویدادهای گذشته بر تصمیمات آینده آنها وجود ندارد. بنابراین، سرگی و مشاور او "رافا رودریگز" (Rafa Rodríguez) که متخصص شناخت عنکبوت است، تصمیم گرفتند حافظه بیوه سیاه را آزمایش کنند. همانطور که امکان دارد حدس بزنید، سرگی به عنکبوت ها جیرجیرک های مرده را ارائه می داد و سپس، جیرجیرک ها را می دزدید.

نتیجه این پژوهش نشان می دهد که بیوه های سیاه، حافظه بهتری نسبت به آنچه تصور می شد، دارند. هنگامی که طعمه عنکبوت ها از بین میرود، آن ها بطور مکرر آنرا در مکان مناسب جست و جو می کنند. در برخی موارد بنظر میرسد که آنها اندازه طعمه را به یاد می آورند. سرگی گفت: آن ها فقط به یک محرک خاص با استفاده از الگوهای رفتاری مشخص واکنش نشان نمی دهند، بلکه توانایی تصمیم گیری را دارند.

این موضوع یادآوری می کند که محاسبات شناختی پیچیده ای در قلمرو حیوانات وجود دارند. سیستم های ناوبری داخلی هم در مغزهای بزرگ و هم در مغزهای کوچک، از جمله مغزهایی که به ورودی های حسی بسیار متفاوتی وابسته هستند، ظاهر می شوند. "اندرو گوردوس" (Andrew Gordus)، متخصص علوم اعصاب رفتاری "دانشگاه جانز هاپکینز" (JHU) که در این پژوهش نقشی نداشت، گفت: این نشان می دهد که بندپایان می توانند خاطرات پیچیده ای را که اغلب با مهره داران مرتبط می دانیم، رمزگذاری کنند. بی مهرگان، بسیار پیچیده تر از آن چیزی هستند که ما تصور می کنیم.

نتایج سرگی، اطلاعاتی را به شواهد فزاینده ای اضافه می کنند که نشان می دهند حشرات و عنکبوت ها خاطرات مفصلی را شکل می‌دهند و براساس آنها عمل می کنند. این مشابه روشی است که انسانها انجام می دهند اما در آن از سیستم های بسیار متفاوتی استفاده می کنند. ما جهت یابی را با "سلول های مکانی" در هیپوکامپ انجام می دهیم که بندپایان فاقد آن هستند. با وجود این، گوردوس گفت: عنکبوت ها مناطق مغزی دارند که برای انجام دادن همان عملکرد تکامل یافته اند.

سیستم عصبی مرکزی ما شامل یک نخاع و یک مغز است. عنکبوت ها دو دسته نورون به نام "گانگلیون" (Ganglion) دارند که یکی در بالای مری و دیگری در زیر آن است. ورودی حیاتی مغز، از هزاران حسگر در امتداد اسکلت بیرونی عنکبوت می آید که "slit sensilla" نام دارند. هر کدام از این حسگرها مانند یک شکاف کوچک بنظر می رسند که با عبور ارتعاشات از بدن عنکبوت، تغییر شکل می دهند. برخی شواهد نشان می‌دهند که بیوه سیاه می تواند با تغییر دادن وضعیت خود در فرکانس های مختلف تنظیم شود. عنکبوت ها به قدری برای احساس کردن ارتعاشات، تنظیمات دارند که حتی بحثی در مورد این موضوع وجود دارد که آیا تار عنکبوت بخشی از مغز آن ها است یا خیر.

در مقایسه با توده غول پیکر ماده خاکستری مغز بشر، امکان دارد این سیستم کاملا متفاوتی برای پردازش خاطرات به نظر برسد اما برای سرگی، ظاهر مغز یک حیوان کم ارزش تر از رفتارهایی است که ایجاد می کند. به عنوان مثال ، پرندگان به عنوان یک طبقه زیستی، ساختار مغزی مشترکی دارند. با وجود این، برخی از آنها در بعضی از کارهای شناختی برتری دارند که دیگران آنرا ندارند. کلاغ ها می شمارند و از صفر استفاده می کنند. طوطی های کاکلی معماهای منطقی را حل می کنند. جیجاق های آبی در تابستان و پائیز غذا را پنهان می کنند و به یاد دارند که در زمستان کجا آنرا پیدا کنند. حتی در میان پستانداران که طبقه دیگری با شباهت در ساختار مغزی هستند، برخی از حیوانات در مکان یابی غذاهای ذخیره شده بهتر از دیگران عمل می کنند. سنجاب ها در این کار عالی هستند. سرگی گفت:آنها مغز پستانداران استاندارد را دارند اما در به یاد آوردن جایی که غذا را ذخیره کرده اند، بسیار بهتر از انسانها هستند. با وجود این، شما لزوما با نگاه کردن به آناتومی مغز یا تماشای کارهایی که آنها طی فرآیند ام آرآی انجام می‌دهند، متوجه این موضوع نمی شوید.

برخی از متخصصان عنکبوت فکر می کنند که بندپایان به دلیل تعصب، نسبت به حیوانات بزرگ مغز دست کم گرفته شده اند. "فیونا کراس" (Fiona Cross)، متخصص شناخت عنکبوت در "دانشگاه کانتربری"( University of Canterbury) که در این پژوهش شرکت نداشت، گفت: پیش زمینه ای که داشتم، ابتدا باعث شد فکر کنم که فقط حیواناتی با مغز بزرگ میتوانند کارهای جالب را انجام دهند. این پیشنهاد که می توانید شناخت عنکبوت را در نظر بگیرید، مدت ها فقط به عنوان یک شوخی تلقی می شد.

سال گذشته، سرگی شواهدی را منتشر کرد مبنی بر اینکه بیوه های سیاه قادر به ادغام مسیر هستند؛ به این معنی که میتوانند فاصله و جهت عقب نشینی خود و همچنین، گوشه ای از تار عنکبوت را که در آن استراحت می کنند و غذا می خورند، به خاطر بیاورند. سرگی متوجه شد که بیوه های سیاه می توانند بدون این که مراحل را دوباره دنبال کنند ، در تار عنکبوت حرکت کنند و حتی میانبرها را انتخاب کنند. این بار، سرگی می خواست ببیند آیا بیوه های سیاه تحت نظر او می توانند شکار را در تار عنکبوت جست وجو کنند یا خیر.

آزمایش گروه سرگی، با جعبه های پلاستیکی خالی آغاز شد که هر کدام حدود یک فوت عرض و عمق و چهار اینچ ارتفاع داشتند. سرگی به یک بیوه سیاه اجازه داد تا به مدت یک هفته تار خود را بسازد.

هنگامی که تار عنکبوت آماده شد، سرگی یک جیرجیرک مرده را در آن قرار داد. بیوه های سیاه به طعمه نزدیک شدند و آنرا لمس کردند. سپس، آن را بین تارها پیچیدند ولی این بار، سرگی پیش از این که عنکبوت ها فرصت پیدا کنند، طعمه را دزدید.

هنگامی که بیوه های سیاه به جستجوی طعمه های خود رفتند، گروه سرگی به محاسبه دفعات جستجوی هر عنکبوت پرداختند. سرگی گفت: هر جستجوی جدید، تصمیم عنکبوت برای ادامه جستجو است.

سرگی و گروهش از این مشاهدات، دو نتیجه گرفتند. ۱. عنکبوت ها قسمتی از تار را که جیرجیرک در آن قرار داشته است، جست و جو کردند که خاطره ای از محل شکار را نشان می داد. ۲. هنگامی که سرگی طعمه را دزدید، عنکبوت ها بیشتر به دنبال طعمه هایی بودند که نسبت به خودشان بزرگتر بود. این نتیجه برای سرگی، نشانگر این موضوع است که عنکبوت ها اغلب نسبت به طعمه ای واکنش بیشتری نشان می دهند که غذای مطمئن تری است.

گوردوس گفت: شواهد نشان می‌دهند که بیوه های سیاه به روشی عمدی در حال جستجو هستند. مردم اغلب بی مهرگان را ارگانیسم هایی بسیار انعکاسی تصور می کنند که خروجی آن ها تابعی از ورودی است؛ در حالی که ما خاطرات پیچیده تری داریم اما معلوم شد که بندپایان نیز قادر به انجام دادن محاسبات شناختی بسیار پیچیده هستند که اگر به آن فکر کنید، خیلی تعجب آور نیست. آنها در محیط حرکت می کنند و می توانند بفهمند که در چه مکان و چه زمانی هستند. این یک توانایی بسیار ارزشمند برای تکامل است.

کراس گفت: در پژوهش های آینده ممکن است با آزمایش این موضوع که عنکبوت ها چقدر میتوانند این حافظه را در مورد طعمه حفظ کنند، نکات جالبی را یاد بگیریم. ما باید درک کنیم که مغزها قادر به انجام دادن چه کاری هستند. عنکبوت هایی که من با آنها کار می کنم، مغزهایی دارند که روی سر سوزن قرار می گیرند. با وجود این، این رفتار قابل توجه را می بینیم که مرا کاملاً شیفته خود می کند.

این پژوهش، در مجله "Ethology" به چاپ رسید.