Si bien se sabe que las arañas saltarinas tienen una gran visión, un nuevo estudio de la Universidad de Cornell demuestra por primera vez que las arañas pueden escuchar a distancia. El descubrimiento va en contra de la sabiduría estándar de los libros de texto que afirmaba que las arañas solo podían detectar sonidos cercanos.
Un estudio publicado en línea el 13 de octubre en la revista Biología actual describe cómo los investigadores utilizaron microelectrodos metálicos en el cerebro del tamaño de una semilla de amapola de una araña saltarina para mostrar que las neuronas auditivas pueden sentir sonidos de campo lejano, a distancias de hasta 3 metros, o alrededor de 600 longitudes de cuerpo de araña.
En otras pruebas, los investigadores estimularon pelos largos y sensibles en las patas y el cuerpo de la araña, previamente conocidos por captar el flujo de aire y las vibraciones cerca del campo, lo que generó una respuesta en las mismas neuronas que se dispararon después de escuchar sonidos distantes, proporcionando evidencia de quees probable que los pelos detecten partículas de aire a nanoescala que se excitan por una onda de sonido.
"Somos el primer y único laboratorio que ha podido aprovechar con éxito y plenamente lo que el cerebro de la araña está escuchando", dijo Ron Hoy, profesor de neurobiología y comportamiento de Cornell y autor principal del estudio.
Un equipo interdisciplinario con investigadores de los campos de psicología, estadística biológica y biología computacional, medicina y física incluyó a los primeros autores del estudio, Paul Shamble, un ex estudiante graduado en el laboratorio de Hoy que se especializa en arañas y es un distinguido compañero de cienciasen la Universidad de Harvard, y Gil Menda, investigador postdoctoral en el laboratorio de Hoy.
Menda desarrolló la técnica para registrar la actividad neuronal de la araña saltadora. Las técnicas estándar para estudiar la neurología de la araña requieren disección, lo que mata al animal porque los cuerpos de las arañas están bajo presión, por lo que un corte hace que el arácnido sangra y muera rápidamente. En cambio, MendaEl método crea un agujero muy pequeño que sella, como una llanta autosellante, alrededor de un microelectrodo de tungsteno del tamaño de un cabello. Los electrodos registran picos eléctricos cuando se disparan las neuronas.
Menda en realidad estaba estudiando la percepción visual en arañas saltarinas cuando su silla chirriaba y las neuronas se dispararon repentinamente. El descubrimiento lo llevó a probar reacciones a diferentes frecuencias de audio. Identificó un área del cerebro que integra estímulos visuales y de audio. También aprendiólas arañas eran sensibles a las frecuencias altas y a las frecuencias bajas muy específicas, a 90 Hz.
"Todo el equipo se sentó allí juntos y pensamos, '¿por qué son tan sensibles a esas frecuencias?'", Dijo Menda. Resultó que 90 Hz está cerca de la misma frecuencia que los latidos de las avispas parásitas, la araña saltadora más grandeenemigos, que proveen sus nidos con arañas saltarinas para que sus crías se alimenten.
Con la ayuda de Ron Miles, profesor de energía mecánica en la Universidad de Binghamton, cuyo laboratorio tiene una habitación silenciosa especial sin vibraciones, Menda, Miles y la coautora de pregrado Katherine Walden '14, realizaron experimentos con una jaula especial que les permitióeliminan las vibraciones. Usaron videos de alta velocidad y grabaron el comportamiento de la araña cuando fueron expuestos a pulsos de sonido.
"Cuando jugamos a 90 Hz, el 80 por ciento de las arañas se congeló" hasta por un segundo, antes de que se volvieran y saltaran, dijo Menda. Al congelarse, un comportamiento clásico llamado una respuesta de sobresalto para los animales que escuchan, las arañas evalúan la situaciónpara evitar la detección de avispas que buscan movimiento antes de escapar.
La técnica abre estudios que vinculan la neurología con el comportamiento en todas las arañas, dijo Hoy. Desde entonces, Menda ha encontrado evidencia de audición en cinco especies diferentes de arañas: arañas saltarinas, arañas de pesca, arañas lobo, arañas de netcasting y arañas domésticas. Trabajo futuro porEl laboratorio de Hoy investigará la percepción de audio de los órganos liriformes e investigará mejor las neuronas de audio en el cerebro. Los hallazgos podrían tener aplicaciones para usar estructuras similares a cabellos para micrófonos extremadamente sensibles, como los audífonos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Cornell . Original escrito por Krishna Ramanujan. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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