Пауки-самцы катапультировались с самок со скоростью 88,2 сантиметра в секунду

Китайские зоологи разобрались, как самцам пауков Philoponella prominens удается катапультироваться с самок сразу после спаривания. Оказалось, что для этого они резко разгибают суставы на передних ногах. При этом скорость прыгающего паука может достигать 88,2 сантиметра в секунду. Как отмечается в статье для журнала Current Biology, способность быстро катапультироваться помогает самцу не стать жертвой партнерши сразу после совокупления.

Паучихи обычно крупнее и агрессивнее пауков-самцов. Нередко они убивают и поедают самцов, причем это может произойти как до спаривания, так и после него. Чтобы продолжить род и не погибнуть, самцам приходится с большой осторожностью приближаться к партнершам, а оплодотворив их, как можно скорее ретироваться. Представители некоторых видов выработали поведенческие адаптации, которые облегчают эту задачу. Например, самцы пауков Pisaurina mira перед спариванием связывают самкам ноги паутиной, чтобы уменьшить их подвижность и не быть съеденным после копуляции. А самцы Thanatus fabricii в дополнение к этому обездвиживают партнерш ядом.

Самцы азиатских социальных пауков Philoponella prominens используют иной способ защиты от каннибализма самок. Спустя доли секунды после спаривания они катапультируются с тела партнерш. К тому моменту, когда самка поворачивается, чтобы схватить самца, он уже находится на безопасном расстоянии от нее. Не упасть на землю пауку помогает паутинная нить, которая выполняет роль страховочного троса. Благодаря ей он также может оставаться относительно недалеко от паучихи и спариться с ней до шести раз подряд (или повторить попытку спаривания, если первая прошла неудачно).

Команда зоологов, которую возглавил Шичан Чжан (Shichang Zhang) из Хубэйского университета, решила больше узнать о том, как самцам P. prominens удается убегать от самок. Сначала исследователи понаблюдали за 155 спариваниями этих пауков в лаборатории. 152 самца сразу после копуляции катапультировались с партнерш и благодаря этому выжили. Однако три их сородича не успели вовремя спрыгнуть, так что самки поймали их и съели.

На следующем этапе Чжан и его соавторы провели эксперимент с 30 парами P. prominens. Во время спаривания ученые держали за спиной самца кисть, которая не давала ему катапультироваться. В результате все 30 самцов стали жертвами партнерш. А когда авторы в дополнительном опыте перерезали страховочные нити двадцати самцов, те продолжили спрыгивать с партнерш, но падали на землю. Еще 20 самцов, которым заблокировали возможность вырабатывать паутину, не пытались оплодотворить самок, ухаживали за ними с безопасного расстояния и падали на землю, когда те проявляли к ним агрессию.

Проанализировав высокоскоростную видеозапись спаривания P. prominens, исследователи рассчитали пиковую скорость, с которой катапультируется самец. Она составила 65,9 сантиметра в секунду. При этом максимальная пиковая скорость может достигать 88,2 сантиметра в секунду. Это внушительная цифра для беспозвоночного длиной три миллиметра. Если бы такую скорость в пересчете на размер тела мог развивать человек среднего роста, он преодолел бы более 500 метров за секунду. Среднее пиковое ускорение прыгающего паука составило 201,7 метра в секунду за секунду, а средняя угловая скорость вращения — 173,4 оборота в секунду.

Чжан и его коллеги предположили, что, пока самец сидит на паучихе, его ноги согнуты. Однако, когда пауку нужно сбежать, он резко разгибает их за счет гидростатического давления и благодаря этому совершает прыжок. Наблюдения подтвердили, что в момент копуляции угол между голенями и предлапками самца составляет в среднем 56,8 градуса, а при катапультировании увеличивается до 180 градусов.

Авторы обнаружили, что каждый сустав ног самцов P. prominens покрыт защитной оболочкой-текой. Площадь поверхности теки вокруг голенно-предлапковых суставов на каждой ноге оказалась в 1,8–110 раз больше, чем вокруг других суставов. При этом самая большая оболочка окружает коленно-предлапковые суставы на первой паре ног. Ее площадь составляет 0,03 квадратных миллиметра. На других ногах тека вокруг тех же суставов значительно меньше (P< 0.001).

Самцы, которым Чжан с соавторами удалили одну или обе передние ноги, не пытались спариваться с самками и лишь ухаживали за ними с безопасного расстояния. Прокалывание оболочки вокруг голенно-предлапковых суставов передних ног привело к аналогичному результату. Однако если самца лишали одной или двух ног из других пар, те успешно оплодотворяли партнерш и катапультировались после копуляции.

Результаты исследования демонстрируют, что самцы P. prominens катапультируются с самок за счет резкого разгибания голенно-предлапковых суставов передних ног. Если эти конечности повреждены или отсутствуют, пауки-самцы воздерживаются от попыток спариться, ведь в таком случае они, скорее всего, станут жертвами партнерш. Интересно, что известные своей прыгучестью пауки-скакунчики (Salticidae) прыгают за счет движений четвертой пары ног.

Ранее мы рассказывали о том, как ученые описали необычную тактику охоты пауков Hyptiotes cavatus. Эти членистоногие натягивают волокна паутины в ожидании подходящей цели, после чего отцепляются задними конечностями и вместе с паутиной совершают резкий рывок в сторону жертвы, благодаря чему она запутывается в сети. Ситуация стала первым примером запасания энергии с помощью вспомогательного объекта в живой природе.

Сергей Коленов