Los investigadores de la Universidad Johns Hopkins descubrieron precisamente cómo las arañas construyen redes mediante el uso de la visión nocturna y la inteligencia artificial para rastrear y registrar cada movimiento de las ocho patas mientras las arañas trabajaban en la oscuridad.
La creación de un algoritmo o libro de estrategias para la creación de sitios web brinda una nueva comprensión de cómo las criaturas con cerebros de una fracción del tamaño de un humano pueden crear estructuras de tal elegancia, complejidad y precisión geométrica. Los hallazgos, ahora disponibles en línea, sonse publicará en la edición de noviembre de Biología actual .
"Me interesé por primera vez en este tema mientras estaba observando aves con mi hijo. Después de ver una red espectacular, pensé, 'si fueras a un zoológico y vieras a un chimpancé construyendo esto, pensarías que es un chimpancé asombroso e impresionante"Bueno, esto es aún más sorprendente porque el cerebro de una araña es tan pequeño y estaba frustrado porque no sabíamos más sobre cómo ocurre este comportamiento notable", dijo el autor principal Andrew Gordus, biólogo conductual de Johns Hopkins.he definido toda la coreografía para la construcción web, lo que nunca se ha hecho para ninguna arquitectura animal con esta excelente resolución ".
Las arañas tejedoras de telarañas que construyen ciegamente usando solo el sentido del tacto, han fascinado a los humanos durante siglos. No todas las arañas construyen telarañas, pero las que lo hacen se encuentran entre un subconjunto de especies animales conocidas por sus creaciones arquitectónicas, como las aves constructoras de nidos ypeces globo que crean elaborados círculos de arena cuando se aparean.
El primer paso para comprender cómo los cerebros relativamente pequeños de estos arquitectos de animales apoyan sus proyectos de construcción de alto nivel, es documentar y analizar sistemáticamente los comportamientos y las habilidades motoras involucradas, lo que hasta ahora nunca se había hecho, principalmente debido a los desafíosde capturar y registrar las acciones, dijo Gordus.
Aquí, su equipo estudió a una tejedora de orbes hackeada, una araña nativa del oeste de los Estados Unidos que es lo suficientemente pequeña como para sentarse cómodamente en la punta de un dedo. Para observar a las arañas durante su trabajo nocturno de construcción de redes, el laboratorio diseñó una arena con cámaras infrarrojas yluces infrarrojas. Con esa configuración, monitorearon y registraron seis arañas cada noche mientras construían redes. Rastrearon los millones de acciones individuales de las piernas con un software de visión artificial diseñado específicamente para detectar el movimiento de las extremidades.
"Incluso si lo graba en video, hay muchas piernas que rastrear, durante mucho tiempo, en muchas personas", dijo el autor principal Abel Corver, un estudiante graduado que estudia la creación de web y la neurofisiología. "Es demasiado pararevise cada fotograma y anote los puntos de las patas a mano, de modo que entrenamos un software de visión artificial para detectar la postura de la araña, fotograma a fotograma, de modo que pudiéramos documentar todo lo que hacen las patas para construir una red completa ".
Descubrieron que los comportamientos de creación de telarañas son bastante similares entre las arañas, tanto que los investigadores pudieron predecir la parte de una tela en la que estaba trabajando una araña con solo ver la posición de una pata.
"Incluso si la estructura final es un poco diferente, las reglas que usan para construir la web son las mismas", dijo Gordus. "Todos están usando las mismas reglas, lo que confirma que las reglas están codificadas en sus cerebros. Ahoraqueremos saber cómo se codifican esas reglas a nivel de las neuronas ".
El trabajo futuro para el laboratorio incluye experimentos con drogas que alteran la mente para determinar qué circuitos en el cerebro de la araña son responsables de las diversas etapas de la construcción de redes.
"La araña es fascinante", dijo Corver, "porque aquí tienes un animal con un cerebro construido sobre los mismos bloques de construcción fundamentales que el nuestro, y este trabajo podría darnos pistas sobre cómo podemos entender sistemas cerebrales más grandes, incluyendohumanos, y creo que eso es muy emocionante.
Los autores también incluyen a Nicholas Wilkerson, ex estudiante de pregrado de Hopkins y actual estudiante de posgrado en Atlantic Veterinary College, y Jeremy Miller, estudiante de posgrado en Johns Hopkins.
El trabajo fue apoyado por el Programa de Becas de Investigación para Graduados de la Fundación Nacional de Ciencias y la subvención R35GM124883 de los Institutos Nacionales de Salud.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Johns Hopkins . Original escrito por Jill Rosen. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
El sentido del olfato es nuestro sistema de advertencia más rápido
¿Qué nos hace humanos? La respuesta se puede encontrar en el ADN pasado por alto