แมงมุม Araneus diadematus ในสหราชอาณาจักร กำลังปั่นใย
(Cr.ภาพ Photo by Chris George/Digital Camera Magazine/Future via Getty Images)
ใยแมงมุม เป็นโครงสร้างที่ซับซ้อนอย่างน่าอัศจรรย์สำหรับวัตถุที่บอบบางมาก แม้ว่าการชักใยจะไม่ได้สะกดเป็นตัวอักษรคำว่า "ยอดเยี่ยม" และ "เปล่งประกาย" เหมือนในหนังสือวรรณกรรมสำหรับเยาวชนเรื่อง "Charlotte's Web" แต่แต่ละเส้นใยก็มีความมหัศจรรย์ทางวิศวกรรมที่สลับซับซ้อน
การสร้างกับดักชั่วคราวที่แข็งแกร่งเหล่านี้ เป็นกระบวนการที่เป็นไปตามรูปแบบร่วมกันระหว่างสายพันธุ์แมงมุม แต่รูปแบบกับดักของแมงมุมแต่ละสายพันธุ์หรือแมงมุมแต่ละตัวจะเหมือนกันหรือแตกต่างกัน หรือทุกใยแมงมุมจะมีลักษณะเฉพาะของตนเอง และถ้าต่างกัน ปัจจัยอะไรที่ทำให้แมงมุมเปลี่ยนรูปแบบกับดักใยเหล่านี้
ในขณะทั่วโลกมีแมงมุมประมาณ 48,000 สายพันธุ์ และแมงมุมทั้งหมดมีโปรตีนที่สร้างขึ้นโดยอวัยวะพิเศษที่ผลิตใยไหมที่รู้จักกันในชื่อ " spinnerets " ซึ่งสามารถผลิตเส้นไหมได้หลายชนิด ไม่ใช่ว่าแมงมุมทุกตัวจะชักใยเพื่อรอเหยื่อของพวกมัน แมงมุมบางตัวออกหาอาหารไปทั่ว แต่พวกมันยังคงใช้ใยไหมในการทำลูกโป่งลม ถุงไข่ หรือ "บ้าน" เล็กๆ เพื่อซ่อนตัว
ตามรายงานของพิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์ธรรมชาติและวัฒนธรรม Burke (Museum of Natural History and Culture) ในซีแอตเทิลระบุว่า มีแมงมุมอื่น ๆ ที่ใช้เส้นไหมสร้างกับดักที่มีความคิดสร้างสรรค์และใช้เป็นเครื่องมือ เช่น throwing nets (ใยคล้ายตาข่าย ใช้จับเหยื่อในตอนกลางคืน), oxygen-holding nets (ฟองอากาศที่ใช้หายใจใต้น้ำ), web slingshots (ยิงใยด้วยความเร็วสูง), silk-sealed leaf pockets (ทอ "กับดัก" ที่ทำจากใบไม้) ที่มีความสามารถในการจับกบหรือกิ้งก่าหือสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมขนาดเล็ก
feather-legged lace weaver มีวิธีการจับเหยื่อที่ไม่ธรรมดา
มันหมุนเส้นใยไหมเส้นเล็กๆจากอวัยวะที่เรียกว่า cribellum ซึ่งแมงมุมส่วนใหญ่ไม่มี จากนั้นจะใช้ขนแบบพิเศษที่ขาหลังเพื่อแยกเส้นใยระดับนาโน
ซึ่งสร้าง " ประจุไฟฟ้าสถิต " ที่ทำให้เส้นใยที่เหนียวมากพองตัว โดยที่ไม่มีสารเหนียวที่ปกติจะเคลือบใยแมงมุมอื่นๆ
Cr.ภาพ FEDERICO.CROVETTO/SHUTTERSTOCK
จากข้อมูลของพิพิธภัณฑ์ Australian Museum ในซิดนีย์ และ Samuel Zschokke นักโบราณคดีในส่วนของการอนุรักษ์ชีววิทยาที่มหาวิทยาลัย Basel ในสวิสเซอร์แลนด์ ซึ่งได้ค้นคว้าเรื่องการสร้างใยของแมงมุมระบุว่า ใยแมงมุมที่เรียกว่า orb webs ที่มีโครงสร้างคล้ายวงล้อที่มีเกลียวเป็นซี่ๆที่แผ่ออกมาจากศูนย์กลางนั้น เหมาะสำหรับการจับแมลงที่บินได้ เพราะมันให้พื้นที่กว้างสำหรับการจับเหยื่อและแทบจะมองไม่เห็น ซึ่งน้อยกว่า 10% ถูกสร้างขึ้นโดยสายพันธุ์แมงมุมที่รู้จักทั่วไป
orb webs นั้น สร้างขึ้นโดยกลุ่มแมงมุมที่เรียกว่า orb weavers แม้ว่าการสร้างใยของพวกมันทั้งหมดอาจดูคล้ายกันมาก แต่ก็ไม่ได้เหมือนกันทุกอย่าง โดยเริ่มต้นด้วยเกลียวสองสามเส้นที่อยู่ตรงกลางจุดเดียว และสร้างกรอบรอบๆ โดยเชื่อมด้ายอีกสองสามเส้นตรงกลาง จากนั้น แมงมุมจะสร้างเกลียวเริ่มจากด้านนอกและหมุนวนเข้าด้านใน เป็นรัศมีที่เรียกว่า " radii " หรือ spokes เมื่อเปรียบเทียบกับวงล้อ และเคลือบเส้นใยด้วยสารเหนียว เมื่อแมลงบินมาติดก็จะถูกฆ่า
อย่างไรก็ตาม แม้ orb webs ทั้งหมดจะมีลักษณะคล้ายกัน แต่ก็มีรายละเอียดที่แตกต่างกันระหว่างสปีชีส์ ตัวอย่างเช่น แมงมุมในสกุล Cyclosa ติดตั้งบางสิ่งไว้ตรงกลางใยของพวกมันซึ่งทำจากเศษเหยื่อและเศษใบไม้ ซึ่งแมงมุมอาจใช้เป็นลายพราง ส่วน orb weavers อื่นๆ ก็มีการรวมโครงสร้างคดเคี้ยวไปมาเข้าไว้ตรงกลางของใย หรือที่เรียกว่า stabilimentum
trashline orbweaver จะเหลือชิ้นส่วนของเหยื่อและเศษอื่น ๆ ไว้ในใยแนวเส้นตรงของมัน เพื่อพรางตัว
และจะเก็บถุงไข่ของเธอไว้ด้วย ที่น่าสนใจคือ เมื่อเร็ว ๆ นี้แมงมุมเหล่านี้ถูกพบว่ามีนาฬิกาชีวภาพที่ทำงานตามธรรมชาติในรอบ 18.5 ชั่วโมง
ซึ่งมากกว่าวงจร 24 ชั่วโมงที่พบในสัตว์อื่นๆ ทุกตัวที่ศึกษา รวมทั้งมนุษย์ แมลงวันผลไม้ และหนูแฮมสเตอร์
Cr.ภาพ SOMYOT MALI-NGAM/SHUTTERSTOCK
ในขณะที่แมงมุม orb-weavers ส่วนใหญ่ทอผลิตใยที่ตั้งฉากกับพื้นดิน แต่ตามข้อมูลของ Atlas of Living Australia มีแมงมุมบางชนิด เช่น Leucauge dromedaria สร้างใยที่เน้นในแนวนอน ซึ่งจากการเปรียบเทียบรูปแบบของใยแมงมุมของใยรูปกรวย ใยแผ่น ใยตาข่าย และใยสามเหลี่ยม ตามการศึกษาที่ตีพิมพ์ในปี 2013 ในวารสาร PeerJ ระบุว่า ใยแมงมุมที่สร้างขึ้นโดยแมงมุมที่ไม่ใช่ orb weavers นั้น ดูยุ่งเหยิงกว่ามาก
ใยแมงมุมไม่เพียงแต่แข็งแรง ยืดหยุ่น และเหนียวเท่านั้น แต่ยังมีกลิ่นเหม็นอีกด้วย โดยในการศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้ที่ตีพิมพ์ใน Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences แสดงให้เห็นว่า แม่ม่ายดำตัวผู้สามารถตรวจจับกลิ่นที่มาจากที่นี่ได้ในระยะเกือบ 200 ฟุตและใช้เป็นเข็มทิศเพื่อค้นหาตัวเมีย
ยิ่งไปกว่านั้น การวิจัยของ Catherine Scott นักโบราณคดีจากมหาวิทยาลัย Toronto Scarborough ยังแสดงให้เห็นว่าตัวผู้บางตัวสามารถเข้าหาตัวเมียได้เร็วยิ่งขึ้นไปอีก โดยตามรอยเส้นใยที่ตัวผู้อยู่มาก่อนทิ้งไว้ นอกจากนี้ ตัวผู้ยังสามารถดมกลิ่นความแตกต่างระหว่างใยไหมที่คู่แข่งขันทิ้งไว้กับเส้นใยไหมที่ตัวผู้ของสายพันธุ์อื่นได้ด้วย
ใยแมงมุมนั้น เป็นวัสดุที่แข็งแรงและหลากหลายที่สุดในโลก ซึ่งสามารถใช้เป็นที่อยู่อาศัย ขนส่ง และจับเหยื่อ นี่เป็นตัวอย่างเล็กๆ ของใยชนิดต่างๆ ที่
ซับซ้อนที่สุดในธรรมชาติ และสามารถสร้างได้กว่า 48,000 สปีชีส์
Catherine Scott นักโบราณคดีจากมหาวิทยาลัย Toronto Scarborough กล่าวว่า
ใยแมงมุมมีความแข็งแรงและยืดหยุ่นอย่างเหลือเชื่อ มันยังมีแนวโน้มที่จะสะอาดมาก และมีคุณสมบัติต้านจุลชีพ
เพราะแมงมุมไม่ต้องการให้เชื้อราและจุลินทรีย์เติบโตบนใยของมัน
(จากภาพซ้ายบนไปทางขวา)
- Orb weaver Araneidae ครอบครัวนี้มีมากกว่า 3,100 สายพันธุ์ รู้จักกันในนาม “orbs” or circular webs ซึ่งพบได้ทั่วไปในสวนและป่าไม้ หลายตัวจะสร้างกับดักใหม่ทุกวัน
- Sheet weaver Linyphiidae แมงมุมตระกูลนี้มีขนาดเล็กมากเป็นอันดับสอง มีมากกว่า 4,600 สปีชีส์ ตั้งชื่อตามใยแบน sheetlike webs ที่คล้ายแผ่นใยแมงมุมมีความยาวเฉลี่ยน้อยกว่า 5 มม.
- Tangle-web spider Theridiidae แมงมุม Theridiidae เช่น แม่ม่ายดำสร้างใยที่มีมิติ และไม่สม่ำเสมอหรือที่เรียกว่า cobwebs กับดักไหมเหนียวในใยใช้จับเหยื่อ
- Funnel-web spider Atracidae แมงมุมที่ดุร้ายเหล่านี้กำลังรอเหยื่ออยู่ในโพรงที่มีรังไหมหนาทึบ สายพันธุ์นี้ที่พบในออสเตรเลียเป็นแมงมุมที่อันตรายที่สุดในโลก
- Triangle weaver Hyptiotes cavatus แมงมุมเหล่านี้ยืดใยแมงมุมและดึงให้ตึง เมื่อเหยื่อเข้ามาติด แมงมุมจะปล่อยสายใยและพุ่งเข้าหามันด้วยความเร็วสูง
- Ogre-faced spider Deinopis แมงมุมในสกุลที่มีลักษณะเฉพาะนี้จะสร้างใยสี่เหลี่ยมเล็กๆ ที่พวกมันจับไว้ แล้วปล่อยลงบนเหยื่อที่ส่งผ่านเหมือนตาข่าย
- Trapdoor spider Ctenizidae แมงมุมประตูน้ำได้รับการตั้งชื่อตามโพรงใต้ดินที่ปูด้วยใยไหม และมีประตูกลพรางที่ช่วยให้พวกมันโจมตีเหยื่อจากด้านล่างได้
- Diving bell spider Argyroneta aquatica แมงมุมระฆังดำน้ำเป็นแมงมุมชนิดเดียวที่อาศัยอยู่ใต้น้ำทั้งหมด โดยเก็บฟองอากาศขนาดใหญ่ไว้ในใยของมัน ซึ่งทำหน้าที่เป็นทั้งบ้านและถังออกซิเจน
(ขอขอบคุณที่มาของข้อมูลทั้งหมดและขออนุญาตนำมา)
ใยแมงมุมที่ซับซ้อนที่สุดในธรรมชาติ
การสร้างกับดักชั่วคราวที่แข็งแกร่งเหล่านี้ เป็นกระบวนการที่เป็นไปตามรูปแบบร่วมกันระหว่างสายพันธุ์แมงมุม แต่รูปแบบกับดักของแมงมุมแต่ละสายพันธุ์หรือแมงมุมแต่ละตัวจะเหมือนกันหรือแตกต่างกัน หรือทุกใยแมงมุมจะมีลักษณะเฉพาะของตนเอง และถ้าต่างกัน ปัจจัยอะไรที่ทำให้แมงมุมเปลี่ยนรูปแบบกับดักใยเหล่านี้
ในขณะทั่วโลกมีแมงมุมประมาณ 48,000 สายพันธุ์ และแมงมุมทั้งหมดมีโปรตีนที่สร้างขึ้นโดยอวัยวะพิเศษที่ผลิตใยไหมที่รู้จักกันในชื่อ " spinnerets " ซึ่งสามารถผลิตเส้นไหมได้หลายชนิด ไม่ใช่ว่าแมงมุมทุกตัวจะชักใยเพื่อรอเหยื่อของพวกมัน แมงมุมบางตัวออกหาอาหารไปทั่ว แต่พวกมันยังคงใช้ใยไหมในการทำลูกโป่งลม ถุงไข่ หรือ "บ้าน" เล็กๆ เพื่อซ่อนตัว
ตามรายงานของพิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์ธรรมชาติและวัฒนธรรม Burke (Museum of Natural History and Culture) ในซีแอตเทิลระบุว่า มีแมงมุมอื่น ๆ ที่ใช้เส้นไหมสร้างกับดักที่มีความคิดสร้างสรรค์และใช้เป็นเครื่องมือ เช่น throwing nets (ใยคล้ายตาข่าย ใช้จับเหยื่อในตอนกลางคืน), oxygen-holding nets (ฟองอากาศที่ใช้หายใจใต้น้ำ), web slingshots (ยิงใยด้วยความเร็วสูง), silk-sealed leaf pockets (ทอ "กับดัก" ที่ทำจากใบไม้) ที่มีความสามารถในการจับกบหรือกิ้งก่าหือสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมขนาดเล็ก
จากข้อมูลของพิพิธภัณฑ์ Australian Museum ในซิดนีย์ และ Samuel Zschokke นักโบราณคดีในส่วนของการอนุรักษ์ชีววิทยาที่มหาวิทยาลัย Basel ในสวิสเซอร์แลนด์ ซึ่งได้ค้นคว้าเรื่องการสร้างใยของแมงมุมระบุว่า ใยแมงมุมที่เรียกว่า orb webs ที่มีโครงสร้างคล้ายวงล้อที่มีเกลียวเป็นซี่ๆที่แผ่ออกมาจากศูนย์กลางนั้น เหมาะสำหรับการจับแมลงที่บินได้ เพราะมันให้พื้นที่กว้างสำหรับการจับเหยื่อและแทบจะมองไม่เห็น ซึ่งน้อยกว่า 10% ถูกสร้างขึ้นโดยสายพันธุ์แมงมุมที่รู้จักทั่วไป
orb webs นั้น สร้างขึ้นโดยกลุ่มแมงมุมที่เรียกว่า orb weavers แม้ว่าการสร้างใยของพวกมันทั้งหมดอาจดูคล้ายกันมาก แต่ก็ไม่ได้เหมือนกันทุกอย่าง โดยเริ่มต้นด้วยเกลียวสองสามเส้นที่อยู่ตรงกลางจุดเดียว และสร้างกรอบรอบๆ โดยเชื่อมด้ายอีกสองสามเส้นตรงกลาง จากนั้น แมงมุมจะสร้างเกลียวเริ่มจากด้านนอกและหมุนวนเข้าด้านใน เป็นรัศมีที่เรียกว่า " radii " หรือ spokes เมื่อเปรียบเทียบกับวงล้อ และเคลือบเส้นใยด้วยสารเหนียว เมื่อแมลงบินมาติดก็จะถูกฆ่า
อย่างไรก็ตาม แม้ orb webs ทั้งหมดจะมีลักษณะคล้ายกัน แต่ก็มีรายละเอียดที่แตกต่างกันระหว่างสปีชีส์ ตัวอย่างเช่น แมงมุมในสกุล Cyclosa ติดตั้งบางสิ่งไว้ตรงกลางใยของพวกมันซึ่งทำจากเศษเหยื่อและเศษใบไม้ ซึ่งแมงมุมอาจใช้เป็นลายพราง ส่วน orb weavers อื่นๆ ก็มีการรวมโครงสร้างคดเคี้ยวไปมาเข้าไว้ตรงกลางของใย หรือที่เรียกว่า stabilimentum
ใยแมงมุมไม่เพียงแต่แข็งแรง ยืดหยุ่น และเหนียวเท่านั้น แต่ยังมีกลิ่นเหม็นอีกด้วย โดยในการศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้ที่ตีพิมพ์ใน Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences แสดงให้เห็นว่า แม่ม่ายดำตัวผู้สามารถตรวจจับกลิ่นที่มาจากที่นี่ได้ในระยะเกือบ 200 ฟุตและใช้เป็นเข็มทิศเพื่อค้นหาตัวเมีย
- Orb weaver Araneidae ครอบครัวนี้มีมากกว่า 3,100 สายพันธุ์ รู้จักกันในนาม “orbs” or circular webs ซึ่งพบได้ทั่วไปในสวนและป่าไม้ หลายตัวจะสร้างกับดักใหม่ทุกวัน
- Sheet weaver Linyphiidae แมงมุมตระกูลนี้มีขนาดเล็กมากเป็นอันดับสอง มีมากกว่า 4,600 สปีชีส์ ตั้งชื่อตามใยแบน sheetlike webs ที่คล้ายแผ่นใยแมงมุมมีความยาวเฉลี่ยน้อยกว่า 5 มม.
- Tangle-web spider Theridiidae แมงมุม Theridiidae เช่น แม่ม่ายดำสร้างใยที่มีมิติ และไม่สม่ำเสมอหรือที่เรียกว่า cobwebs กับดักไหมเหนียวในใยใช้จับเหยื่อ
- Funnel-web spider Atracidae แมงมุมที่ดุร้ายเหล่านี้กำลังรอเหยื่ออยู่ในโพรงที่มีรังไหมหนาทึบ สายพันธุ์นี้ที่พบในออสเตรเลียเป็นแมงมุมที่อันตรายที่สุดในโลก
- Triangle weaver Hyptiotes cavatus แมงมุมเหล่านี้ยืดใยแมงมุมและดึงให้ตึง เมื่อเหยื่อเข้ามาติด แมงมุมจะปล่อยสายใยและพุ่งเข้าหามันด้วยความเร็วสูง
- Ogre-faced spider Deinopis แมงมุมในสกุลที่มีลักษณะเฉพาะนี้จะสร้างใยสี่เหลี่ยมเล็กๆ ที่พวกมันจับไว้ แล้วปล่อยลงบนเหยื่อที่ส่งผ่านเหมือนตาข่าย
- Trapdoor spider Ctenizidae แมงมุมประตูน้ำได้รับการตั้งชื่อตามโพรงใต้ดินที่ปูด้วยใยไหม และมีประตูกลพรางที่ช่วยให้พวกมันโจมตีเหยื่อจากด้านล่างได้
- Diving bell spider Argyroneta aquatica แมงมุมระฆังดำน้ำเป็นแมงมุมชนิดเดียวที่อาศัยอยู่ใต้น้ำทั้งหมด โดยเก็บฟองอากาศขนาดใหญ่ไว้ในใยของมัน ซึ่งทำหน้าที่เป็นทั้งบ้านและถังออกซิเจน