Як скорпіон знаходить жертву?

Скорпіони підсліпуваті, хоча представники різних видів мають від 6 до 12 очей. До того ж полюють вони вночі, і зоологи давно вражаються спритністю, з якою скорпіони вистачають дрібних комах. З настанням темряви скорпіон вилазить із норки і чекає на поверхні піску жертву. Він може годинами залишатися нерухомим, але варто нічному метелику сісти на пісок, слід миттєвий кидок, і комаха опиняється в клешнях мисливця. Як скорпіону вдається помітити свою жертву?

Цим питанням зацікавилися американські зоологи Роджер Фарлі та Філіп Браунелл. У Каліфорнії, де вони працюють, є зручні для експериментів піщані скорпіони, що досягають 8 сантиметрів у довжину.

Оскільки скорпіони полюють лише у темряві, вивчати їхню поведінку складно. На щастя, хітиновий покрив цих павукоподібних при освітленні невидимим ультрафіолетом яскраво світиться синювато-зеленим світлом. Експериментатори влаштували в лабораторії піщаний полігон, висвітлили його ультрафіолетом і, торкаючись піску паличкою, стали спостерігати за реакцією скорпіонів.

Виявилося, що хижак помічає дотик до піску з відстані 30 сантиметрів, а на відстані до 10 сантиметрів його оцінки напряму та дистанції настільки точні, що перший кидок виявляється успішним. Які орієнтири використовує скорпіон?

Тільки не зорові. Зафарбовування всіх восьми очей піщаного скорпіону непрозорим лаком не вплинуло на точність кидків. Але коли експериментатори влаштували піщаний полігон зі щілиною між двома ділянками, виявилося, що дотик до ділянки, відокремленої від того, на якому стоїть скорпіон, не викликає у тварини жодної реакції. Але якщо хоча б одна його нога стоїть на сусідній ділянці, скорпіон негайно насторожується: він відчуває струс піску лапками. Вважається, що пісок – погане середовище для передачі механічних коливань, але досліди з п`єзоелектричними вібраторами та детекторами коливань показали, що в ньому поширюються коливання двох видів – хвилі стиснення та релеївські хвилі.

Хвилі стиснення поширюються порівняно швидко (у піску, що злежався - зі швидкістю близько 200 метрів в секунду, в пухкому - 120) і йдуть як по поверхні піску, так і в його глибині. Релеєвські хвилі йдуть повільніше (40-50 метрів за секунду) і лише по поверхні.

Тоді зоологи почали розглядати лапки скорпіона, щоб зрозуміти, якими органами він уловлює ці хвилі. На них є чутливі волоски і так звані щілиноподібні сенсили, органи почуттів, споріднені з тими, за допомогою яких павуки помічають найменші коливання своєї павутини. Так як ноги скорпіона порівняно великі, вдалося підключити до них електроди і записати з них два сигнали при кожному струсі піску: першим з`являється сильний імпульс, що повідомляє про прибуття швидких хвиль стиснення, за ним слідує імпульс з меншою амплітудою, що відповідає прибуттю більш повільних. Дратуючи почергово волоски та щілиноподібні сенсили, вчені виявили, що сигнал про хвилі стиснення дають волоски, а про релеївські хвилі – щілини. Відстань до мети визначається за величиною запізнення між двома сигналами від однієї лапки! Чим більша відстань, тим пізніше приходить друга хвиля. Але як скорпіон визначається напрямок на ціль?

Це з`ясували німецькі фізики з Технічного університету Мюнхена. Вісім ніг скорпіона розставлені на піску приблизно по колу діаметром 5-6 см. Так що до ноги, найближчої до жертви, повільна релеївська хвиля приходить приблизно на одну мілісекунду раніше, ніж до найдальшої. Коли щілинна сенсила відчуває хвилю, вона посилає в центральну нервову систему скорпіона два сигнали. Один сигнал змушує нейрон, з`єднаний із цією ногою, запустити серію імпульсів. Інший сигнал йде в нейрон протилежної ноги, і він перемикає цей нейрон на гальмування. І коли до цієї ноги з мілісекундним запізненням доходить струс від реліївської хвилі, що йде по піску, її нейрон посилає гальмуючий сигнал в нейрон тієї ноги, яка першою відчула коливання. І той замовкає. Так відбувається з кожною з чотирьох пар ніг, оскільки рано чи пізно кожна з них відчуває струс піску. За тривалістю серії імпульсів від кожної ноги «мозок» скорпіона і розраховує, у якому напрямку перебуває жертва. Як висловився один із німецьких фізиків, нейрони становлять «комітет» із восьми членів і рішення про направлення на жертву виноситься їх спільним голосуванням. А клешні та жало скорпіону довершують справу.