Estudio: el seguimiento de las arañas mientras tejen sus redes revela una “coreografía” detallada

Jennifer Ouellette - 12 de noviembre de 2021 1:59 am UTC

Las Metamorfosis de Ovidio habla de los tejedores de orbes, que se dice que son descendientes de Aracne, una figura de la mitología griega que tejió hermosos tapices y se atrevió a desafiar a Atenea a un concurso de tejido. Enojada porque no pudo encontrar ningún defecto en el trabajo de Aracne, y también porque el tapiz representaba a los dioses bajo una luz poco halagadora, Atenea golpeó a la niña con una lanzadera. Cuando Aracne se ahorcó por remordimiento, Atenea se compadeció y transformó la cuerda en una red y a Aracne en una araña.

Es una alusión literaria adecuada para un nuevo estudio sobre cómo las arañas tejen sus telas, razón por la cual los científicos de la Universidad Johns Hopkins hicieron referencia a la historia de Ovidio en un artículo reciente publicado en la revista Current Biology. El equipo de JHU utilizó visión nocturna e inteligencia artificial para registrar cada movimiento de varios tejedores de orbes hackeados mientras tejían sus redes. El experimento reveló que las arañas dependen de un conjunto compartido de movimientos que equivalen a "un manual o algoritmo de construcción de redes" para crear estructuras elegantes y geométricamente precisas, a pesar de que tienen cerebros diminutos en comparación con los humanos.

El coautor Andrew Gordus, biólogo conductual de JHU, dijo que se inspiró para emprender el proyecto mientras estaba observando aves con su hijo y vio una telaraña especialmente espectacular. "Pensé: 'Si fueras a un zoológico y vieras a un chimpancé construyendo esto, pensarías que es un chimpancé asombroso e impresionante'", dijo Gordus. "Bueno, esto es aún más sorprendente porque el cerebro de una araña es muy pequeño y me frustró que no supiéramos más acerca de cómo ocurre este extraordinario comportamiento. Ahora hemos definido toda la coreografía para la construcción de redes, algo que nunca se había hecho". para cualquier arquitectura animal con esta fina resolución."

Además de ser maravillas de la naturaleza estéticamente impactantes, las telas de araña constituyen una especie de registro físico de muchos aspectos del comportamiento de una araña, según los autores. Gordus y sus colegas pensaron que podían cuantificar el comportamiento de tejido de orbes, ya que el proceso de construcción de una red puede definirse fácilmente tanto por la trayectoria de una araña como por la geometría de la red.

Hay muchas especies diferentes de arañas que tejen orbes, pero el equipo de JHU decidió trabajar con Uloborus diversus. El equipo eligió U. diversus porque permanece activo durante todo el año y también es convenientemente pequeño. Los especímenes se recolectaron en Half Moon Bay, California, y se alojaron en un invernadero del campus. Allí, las arañas se alimentaban de moscas de la fruta una vez por semana. Sólo se utilizaron arañas hembras adultas, ya que los machos adultos rara vez construyen telas.

Para los experimentos reales, el equipo diseñó una arena de plexiglás en el laboratorio, recubierta con papel en los bordes para fomentar la construcción de redes y equipada con cámaras y luces infrarrojas. (U. diversus es una araña nocturna, con preferencia por construir telarañas horizontales en la oscuridad). Luego, los investigadores transfirieron seis arañas a la arena y las registraron todas las noches mientras tejían sus telas durante un promedio de 24 horas.

Esta actividad solía seguir una progresión bien definida. La araña comienza explorando el espacio antes de construir una protoweb que no formará parte de la estructura final. Piense en un artista que realiza un boceto preliminar. Las protoredes están bastante desorganizadas y hay pausas largas e irregulares en la actividad de la araña mientras construye su protored, a veces de hasta ocho horas, porque no se puede apresurar la inspiración.

"Se cree que este estado de construcción de la red es una fase exploratoria en la que la araña evalúa la integridad estructural de su entorno y localiza puntos de anclaje para la red final", escribieron los autores.

A continuación, la araña pasa a construir los radios y el marco de la red. "La construcción del marco es a menudo el resultado de anclar la seda en la periferia antes del regreso, y luego caminar hacia afuera a lo largo de un radio anterior, anclar la seda del marco al final de la línea y luego regresar al centro", los autores escribió.

Una vez que los radios y el marco están en su lugar, la araña pasa a construir una espiral auxiliar, lo que lleva sólo unos minutos. Los científicos creen que esta etapa ayuda a estabilizar la estructura antes de que la araña construya la espiral de captura final, ya que la espiral auxiliar es temporal. La araña generalmente baja la espiral auxiliar una vez que la red está completa. Una vez finalizada la espiral de captura, la araña se esconde en el centro, a veces durante varios días, esperando pacientemente a que su presa quede atrapada en su red.

Los investigadores pudieron rastrear millones de movimientos individuales de las piernas diseñando su propio software de visión artificial para ese propósito. "Incluso si lo grabas en vídeo, hay muchas piernas que rastrear, durante mucho tiempo, en muchos individuos", dijo el coautor Abel Corver, un estudiante graduado que estudia creación de redes y neurofisiología. "Es demasiado pasar por cada cuadro y anotar los puntos de las patas a mano, por lo que entrenamos un software de visión artificial para detectar la postura de la araña, cuadro por cuadro, para poder documentar todo lo que hacen las patas para construir una red completa".