Um nicht von ihren "Frauen" gefressen zu werden, haben sich diese männlichen Spinnen allerlei magische Operationen ausgedacht

Im Labor der School of Life Sciences der Hubei University hingen zwei Langhalsspinnen an der Spinnenseide und waren miteinander verheddert, so süß ... Aber die Süße hielt nicht lange an. Innerhalb eines Augenblicks löste sich das Spinnenmännchen mit einer Geschwindigkeit von 90 cm pro Sekunde aus den Armen seiner Frau und flog frei in die Luft. Die kleine Spinne dreht sich auch in der Luft, als würde sie schreien: „Damit habe ich nicht gerechnet, das ist mein Fluchtweg!“

(Animiertes Bild) Quelle: Dokument 1

Leute, die die Situation nicht richtig verstehen, denken wahrscheinlich, dass die männliche Spinne ein verantwortungsloser Dreckskerl ist... Tatsächlich ist sie eher ein Dreckskerl, der versucht zu fliehen (obwohl sie auch ein bisschen ein Dreckskerl ist), denn wenn sie eine Sekunde später wegspringt, könnte sie zur Mahlzeit der weiblichen Spinne werden.

Teil 1

Warum ist die Spinne weggelaufen?

Besonders häufig kommt es bei Insekten und Spinnentieren zu Kannibalismus nach der Paarung. Dieses Verhalten wird in der Biologie als sexueller Kannibalismus bezeichnet. Das Verhalten der männlichen Gottesanbeterin, die sich in „Black Cat Sheriff“ der weiblichen Gottesanbeterin „aufopfert“, ist ein Beispiel für Kannibalismus.

Die Anführungszeichen stehen hier, weil es sich nicht wirklich als Hommage an die weibliche Gottesanbeterin anbieten möchte. (Siehe den Artikel „Childhood Shadow: Hat sich die männliche Gottesanbeterin in „Black Cat Sheriff“ wirklich freiwillig zum Fressen bereit erklärt?“) Ähnlich verhält es sich mit Spinnen, die sich kaum als Nahrung anbieten. Wer möchte schon lebendig gefressen werden? Bei den meisten Organismen besteht die instinktive Reaktion des Körpers bei Gefahr darin, zu fliehen.

Zu diesem Zeitpunkt waren die meisten Spinnen, die laufen konnten, bereits weggelaufen, und diejenigen, die nicht weglaufen konnten, wurden gefressen. Die Spinne in diesem Artikel möchte natürlich nicht gefressen werden, wählt aber einen etwas anderen Fluchtweg: den Hochgeschwindigkeitsauswurf.

Bild einer sich paarenden Spinne, Bildquelle: Referenz 1

Da die Spinne jedoch zu schnell ausschleuderte, konnten herkömmliche Kameras keine Einzelheiten erfassen und die aufgenommenen Nachbilder konnten überhaupt nicht untersucht werden. Die Wissenschaftler besorgten sich also eine Hochgeschwindigkeitskamera mit hoher Auflösung und eine Makrokamera und nahmen ein hochauflösendes Bild der männlichen Spinne im Moment ihrer Ausstoßung auf.

Bildweise Zerlegung der Spinnenausstoßung Quelle: Referenz 1

Sie können sehen, dass das obere ein Männchen und das untere ein Weibchen ist. Während der Paarung bleibt das Schienbein-Mittelfußgelenk der männlichen Spinne gefaltet und wird wie eine zusammengedrückte Feder gegen den Hinterleib des Weibchens gedrückt.

Im Moment der Paarung geben die Gelenke die lange angesammelte hydraulische potentielle Energie sofort frei, wandeln sie in kinetische Energie um und stoßen sie mit einer Geschwindigkeit zwischen 30 cm/s und 90 cm/s aus, wobei die durchschnittliche Ausstoßgeschwindigkeit 65,9 cm/s beträgt. Die ausgeworfene Spinne wird sich wie ein außer Kontrolle geratenes Schwungrad anmutig in der Luft drehen und dabei eine Geschwindigkeit von bis zu 175 Umdrehungen pro Sekunde erreichen (ich frage mich, ob der Spinne schwindelig wird).

Beim Zusammenstecken befinden sich die Gelenke in einem komprimierten Zustand. Quelle: Referenz 1

Manchmal möchte die weibliche Spinne die andere sogar mitten in der Paarung fressen. Zu diesem Zeitpunkt verlässt sich die männliche Spinne auf ihren ausgeprägten Spinnensinn und springt zuerst weg, bevor sie wieder auf die weibliche Spinne zu krabbelt, um die Paarung fortzusetzen. Bei Gefahr springen sie weg und paaren sich erneut, immer und immer wieder, bis die Paarung abgeschlossen ist, bis zu 6 Runden.

Die Untersuchung ergab insgesamt 155 Paarungen, von denen 152 damit endeten, dass sich die männliche Spinne erfolgreich auswerfen und entkommen konnte. Nur drei unglückliche Spinnen schafften es nicht, sich rechtzeitig auszuwerfen und wurden zur Beute. Die Überlebensrate scheint recht hoch zu sein, mindestens 97,4 % der männlichen Spinnen können überleben.

Doch Wissenschaftler würden diese Spinnen nicht so einfach gehen lassen und sie nicht aus dem hungrigen Maul der Mutterspinne entkommen lassen. Aus wissenschaftlichen Gründen haben Forscher 30 männliche Spinnen bei der Paarung auf eine weibliche Spinne gepinnt. Die Spinnen konnten nicht entkommen und wurden sofort gefressen.

Dieser Versuchsschritt ist nicht sinnlos, denn er soll beweisen, dass durch das Auswurfverhalten tatsächlich „sexueller Kannibalismus“ vermieden wird. Wenn es nicht zum Ausstoß kommt, stirbt die männliche Spinne.

Teil 2

Warum schießt die männliche Spinne so schnell los?

Diese Beweglichkeit verdankt die Spinne den hydraulischen Gelenken ihrer Beine, die nicht mit Motoröl, sondern mit Hämolymphe gefüllt sind. Wenn Bewegung erforderlich ist, ziehen sich die Muskeln auf der Rücken- und Bauchseite des Vorderkörpers der Spinne zusammen, wodurch der Druck erhöht und die Hämolymphe für die Ausstoßung komprimiert wird. Die Energiequelle des gesamten hydraulischen Systems ist das Herz der Spinne, das die Energie für die Zirkulation der Hämolymphe liefert.

Spinnengelenke Quelle: Referenz 1

Bildquelle: Dokument 3

Das hydraulische Übertragungssystem der Spinnenbeine ist effizient und ermöglicht der Spinne ein glückliches Leben. Da die hydraulische Abschaltung der Spinne so nützlich ist, werden Menschen sie definitiv für ihre eigene Technologie nutzen. Ausländische Wissenschaftler haben eine Antriebsstruktur namens „Smart Stick“ entwickelt, die die hydraulischen Gelenke einer bionischen Spinne nachahmt, wie in der Abbildung unten dargestellt.

Bildquelle: Dokument 1

Das Bild oben ist vielleicht nicht sehr ähnlich, aber das Bild unten kommt dem schon einen Schritt näher. Da es innen hohl ist, ist es leichter als das bisherige Antriebssystem.

Bildquelle: Dokument 2

Darüber hinaus gibt es viele bionische Spinnenbeindesigns. Doch bislang ist es keiner Maschine gelungen, Spinnenbeine perfekt nachzuahmen. Wenn es tatsächlich ein unbemanntes Fahrzeug gäbe, das sich wie die Long-Handed Spider mithilfe eines Hydrauliksystems im Handumdrehen um 50 Grad ausfahren und sicher und ohne Schaden zu nehmen landen könnte, wäre es eine wirklich erstaunliche Supermaschine.

Teil 3

Neben dem Ausstoßen haben männliche Spinnen noch andere Fluchtstrategien

Um nicht gefressen zu werden, wählte die männliche Drachenspinne eine cool wirkende Fluchthaltung, die darin bestand, sich wegzustoßen. Andere männliche Spinnenarten können diesen Trick möglicherweise nicht anwenden.

Beispielsweise macht die Gartenspinne dem Spinnenweibchen vor der Paarung ein Geschenk: eine köstliche Mahlzeit. Wenn die weibliche Gartenspinne sieht, dass das Futter an ihre Tür geliefert wird, wird sie es zuerst fressen. Die Parkspinne nutzte die Ablenkung der Spinnenmutter aus und erledigte ihre Aufgabe schnell, wodurch die Gefahr, gefressen zu werden, erheblich verringert wurde.

Eine schönere Gartenspinne. Bildquelle: inaturalist

Noch wilder ist die seltsame Räuberspinne. Vor der Paarung fesselt die männliche Spinne die andere Spinne direkt mit Spinnenseide. Nach der Paarung kann das Spinnenmännchen ohne Bedenken abhauen, während das Spinnenweibchen eine Weile braucht, um sich von dem Spinnenfaden zu befreien, der ihren Körper umhüllt.

Die Fesselung der seltsamen Spinne Quelle: Dokument 4

Tiere in der Natur übersteigen stets die menschliche Vorstellungskraft. Neben den oben genannten verschiedenen Spinnen gibt es unzählige Möglichkeiten zur Flucht. Kurz gesagt: Um nicht gefressen zu werden, haben männliche Spinnen alle möglichen magischen Fähigkeiten entwickelt. Wenn ich wählen müsste, fände ich die Fluchthaltung der Longxi-Spinne immer noch cooler.

Quellen:

https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(22)00485-7

Sheng Chuang. Forschung zur Berechnung der Flüssigkeits-Feststoff-Kopplung und des hydraulischen Übertragungsmechanismus des Spinnenfußes [D]. Jilin-Universität, 2018.

https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-642-33989-9_34

https://royalsocietypublishing.org/doi/full/10.1098/rsbl.2015.0957

Produziert von: Science Popularization China

Autor: Su Chengning

Hersteller: China Science Expo

Der Artikel gibt nur die Ansichten des Autors wieder und repräsentiert nicht die Position der China Science Expo

Dieser Artikel wurde zuerst in der China Science Expo (kepubolan) veröffentlicht.

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