تأثير شگفت‌انگيز ريزگرانش بر تارهاي عنكبوت
تارهاي عنكبوتي با رنگ‌هاي چشمگير نه‌تنها جذاب هستند؛ بلكه مي‌توان از ابريشم آن‌ها به‌عنوان ماده‌اي زيستي براي بازسازي اعصاب استفاده و به پيشرفت علم كمك كرد. طبق پژوهشي جديد روي عنكبوت‌هاي گرد در فضا (Trichonephila clavipes)، اين موجودات هوشمند مي‌توانند در شرايط نبود گرانش جهت خود را براساس نور تنظيم كنند.
دانشمندان تا‌كنون آزمايش‌هاي گرانش زيادي روي عنكبوت‌ها انجام داده‌اند. عنكبوت‌ها معمولا در اين آزمايش‌ها در سانتريفيوژ نگه‌داري مي‌شدند و تارهاي خود را به‌صورت افقي مي‌ساختند و به‌صورت پيوسته براي ساخت تار مي‌چرخيدند. تيمي از پژوهشگران سوئيس و ايالات متحده در مقاله‌اي جديد مي‌گويند:
اين مشاهده‌ها و آزمايش‌ها نشان مي‌دهند گرانش معيار مهمي در ساخت تارهاي عنكبوتي به‌شمار مي‌رود؛ اما نمي‌توانند به اين پرسش پاسخ دهند كه آيا عنكبوت‌ها در شرايط گرانش صفر مي‌توانند تار بسازند و در اين صورت، محيط گرانش صفر چگونه بر تكميل تار اثر مي‌گذارد. تنها با آوردن عنكبوت‌ها در محيط گرانش صفر به اين پرسش‌ها مي‌توان پاسخ داد.
اين اولين‌بار نيست كه عنكبوت‌ها براي پژوهش به فضا فرستاده مي‌شوند؛ اما پژوهش جديد نخستين‌بار به نتايج جامعي دست يافته است؛ زيرا آزمايش‌هاي گذشته روي عنكبوت‌ها چندان نتيجه‌بخش نبودند. در سال ۱۹۷۳، دو عنكبوت باغي اروپايي (Arenus diadematus) به اسكاي‌لب، اولين ايستگاه فضايي ايالات متحده، فرستاده شدند. اين مأموريت بخشي از رقابت آزمايش دانشجويي اسكاي‌لب ناسا بود. هيچ عكسي از تارها گرفته و غذا يا آبي به عنكبوت‌ها داده نشد؛ بنابراين، بي‌نظمي‌هايي در تارهاي آن‌ها ديده شد.
در آزمايش ايستگاه فضايي بين‌المللي (ISS) در سال ۲۰۰۸، از دو گونه‌ي عنكبوت گردباف استفاده شد: يكي از آن‌ها براي پژوهش و يكي از آن‌ها در محفظه‌اي جدا به‌عنوان گونه‌ي همراه به‌كار رفت. اين بار دانشمندان با مگس ميوه عنكبوت‌ها را تغذيه كردند؛ اما در بدترين سناريويي كه مي‌توانست رخ دهد، عنكبوت همراه به داخل محفظه‌ي اصلي گريخت و دو تار عنكبوت با يكديگر تداخل پيدا كردند. در‌نتيجه، بايد تعداد مگس‌هاي ميوه دو برابر مي‌شد تا جمعيت كنترل شود. پژوهشگران مي‌گويند:
لارو و پيله‌ي مگس ميوه تقريبا دو هفته پس از راه‌اندازي، پنجره را پوشاندند. تقريبا پس از يك ماه، كاملا يكي از پنجره‌هاي ديد را پوشانده بودند و امكان ديدن عنكبوت‌ها وجود نداشت.
پژوهشگران سعي كردند بخت خود را بار‌ديگر در آزمايش سال ۲۰۱۱ امتحان كنند. اين بار گريز عنكبوت يا از‌بين‌رفتن عكس يا انفجار مگس ميوه رخ نداد. در‌عوض، هر پنج دقيقه عكسي از تارهاي گردباف طلايي گرفته شد؛ در‌حالي‌كه نورها هر دوازده ساعت براي شبيه‌سازي نور روز خاموش و روشن مي‌شدند. گرچه اتفاقي غيرمنتظره رخ داد (از ميان چهار عنكبوت مشخص شد دو عنكبوت مذكر هستند)، نتايج آزمايش دو‌ماهه در ISS به‌شدت موفقيت‌آميز بود.
دو عنكبوتي كه به فضا فرستاده شدند، در خانه‌ي كم گرانش خود پايدار به‌انديشه متخصصين مي‌رسيدند: عنكبوت مذكر ۶۵ روز از گرانش صفر جان سالم به‌در برد و حتي پس از بازگشت به زمين زنده ماند. در‌عين‌حال، عنكبوت مؤنث ۳۴ تار ساخت و سه بار پوست‌اندازي كرد كه خود ركورد محسوب مي‌شود؛ اما استفاده از نور در آزمايش جديد به كشف شگفت‌انگيزي منجر شد. پژوهشگران معتقدند:
در شرايط گرانش عادي، صرف‌انديشه متخصصين از استفاده كردن يا نكردن از نور، عنكبوت‌ها تارهاي نامتقارني ساختند و در محفظه به‌سمت پايين قرار داشتند؛ در‌نتيجه متوجه شديم گرانش مهم‌ترين راهنما براي عنكبوت‌ها است. سپس، به اين نتيجه رسيديم كه محرك بصري جهت نور هم مي‌تواند در نبود گرانش به‌عنوان راهنمايي براي جهت‌گيري عمل كند.
در شرايط وجود گرانش، عنكبوت‌هاي گرد طلايي معمولا تارهاي نامتقارن خود را مي‌سازند و در جهت پايين منتظر طعمه مي‌مانند. در فضا، تارها تقارن بيشتري دارند و اگر نور در جهت مخالف نزولي باشد، عنكبوت‌ها مي‌توانند از آن به‌عنوان نقطه‌ي مرجعي براي ساخت تارهاي خود استفاده كنند. ساموئل چوك، زيست‌شناس دانشگاه بازل، دراين‌باره مي‌گويد:
فكر نمي‌كرديم نور در جهت‌گيري عنكبوت‌ها در فضا نقش داشته باشد. بسيار خوش‌اقبال بوديم كه لامپ‌ها در قسمت بالاي محفظه نصب شده بودند، نه سمت ديگر. در‌غير‌اين‌صورت، نمي‌توانستيم به اثر نور بر تقارن تارها در گرانش صفر پي ببريم. اينكه عنكبوت‌ها از سيستم همراهي براي ساخت تارهاي خود در نبود گرانش بهره مي‌برند، پديده‌اي شگفت‌انگيز است؛ زيرا قبلا در طول تكامل خود، در‌معرض محيط بدون گرانش قرار نگرفته بودند.
اين پژوهش در The Science of Nature منتشر شد.
هم انديشي ها