Wielweb spin gebruikt web als hoorhulpmiddel

Spinnen uit de familie van wielwebspinnen blijken geluid op te vangen via hun web en kunnen zo geluiden waarnemen. Daar zijn onderzoekers van de Binghamton en Cornell Universiteit achter gekomen. Bij mensen vangt het trommelvlies geluiden op en geeft de trillingen door aan het slakkenhuis. Daar vindt de omzetting plaats in zenuwimpulsen. Ook bij veel andere gewervelde soorten verloopt het proces zo. Wielwebspinnen beschikken echter niet over een soortgelijk gehoororgaan. Door hun web als hoorhulpmiddel te gebruiken, kunnen ze toch trillingen opvangen en horen. Mogelijk kan deze nieuwe kennis gebruikt worden voor nieuwe technologische toepassingen zoals in hoortoestellen en mobiele telefoons.

Spin hoort zonder oren

Omdat spinnen niet over een gehoororgaan beschikken zoals mensen dat hebben, gingen biologen lange tijd ervan uit dat ze ook geen geluidsignalen kunnen opvangen. Al iets langer is bekend dat de jagende Deinopis-spin geluiden van meters afstand kan opvangen. Daar gebruiken ze de haartjes en receptoren op hun pootjes voor. Naast het goede nachtzicht waar deze spinnensoort over beschikt kunnen ze dus ook bijzonder goed horen. Het recente onderzoek laat nu zien dat sommige spinnensoorten dus ook door middel van hun web kunnen horen.

Spin rekent via web af met lichamelijke beperking

Door de bewegingen van webdraden te voelen weet de spin de bron van het geluid te detecteren en ook te lokaliseren. Dat kan bijvoorbeeld een naderende prooi zijn maar net zo goed een vijand. Door de akoestische sensoren aan zijn web uit te besteden, rekent de spin af met de beperkingen van zijn lijf: met het web vergroot de spin zijn geluidsgevoelige oppervlakte. Omdat wielwebspin zo’n groot web maken, kan de oppervlakte wel zo’n 10.000 keer zo groot worden.

Trillingen in web

Bekend is natuurlijk dat spinnen zodra er iets in hun web terecht komt daar op reageren. Het nieuwe onderzoek laat zien dat de zeer dunne zijden draden van het web dus ook gevoelig zijn voor trillingen in de lucht veroorzaakt door geluid. De spinnen bleken al te reageren op geluiden met een geluidsniveau van 68 decibel. Door de geluidsbron in een andere hoek te plaatsen ten opzichte van het web, ontdekten de onderzoekers dat dat de spinnen met hun web ook zeer goed kunnen bepalen uit welke richting een geluid komt. Dat deden ze zelfs 100% nauwkeurig. Door hun lichaamshouding te wijzigen kunnen de spinnen ook de spanning op de webdraden veranderen. Zo weten ze geluiden met verschillende toonhoogtes op te pikken.

Biomimetica: biologische eigenschappen kopiëren en optimaliseren

Het onderzoek laat zien dat sommige spinsoorten dus wel degelijk kunnen horen en dat ze dat kunnen door het uit te besteden aan een hoorhulpmiddel buiten zichzelf: het spinnenweb. Al veel vaker zijn biologische eigenschappen van dieren toegepast voor menselijke doeleinden en robots. Dat gebeurt in het vakgebied van de biomimetica.

Zo hebben onderzoekers de eigenschappen en de werking van de zeer flexibele legboor van de sluipwesp weten te imiteren en te verbeteren. Hierdoor hebben ze een ultradunne stuurbare naald ontwikkeld die chirurgen kunnen gebruiken bij kijkoperaties. De zeer flexibele naald kan net als de legboor van de wesp een zeer grote hoek maken zonder af te breken. Op een soortgelijke manier is op grond van de plakvoeten van de boomkikker een nieuwe generatie grijpers ontwikkeld die een veilige en zachte greep op kwetsbaar weefsel heeft.

Net zo zou de kennis over het web van de wielwebspin kunnen bijdragen aan de ontwikkeling van een nieuw soort microfoon die in mobiele telefoon en hoortoestellen is toe te passen. Wat immers in de natuur goed werkt, kan elders ook zijn nut bewijzen.  

Bronnen:
Outsourced hearing in an orb-weaving spider that uses its web as an auditory sensor. Jian Zhoua,b , Junpeng Laia, Gil Mendac, Jay A. Stafstromc, Carol I. Milesd, Ronald R. Hoyc,2, and Ronald N. Mile https://doi.org/10.1073/pnas.2122789119

Spin zonder oren blijkt opmerkelijk goed te kunnen horen. Scientias

Wat je van dieren imiteren kan. Universiteit Utrecht