Pauci su oduvek živeli pored ljudi, pa je iznenađujuće koliko još uvek ne znamo o njima. Jedna dugogodišnja misterija bila je vezana za to kako pauci otkrivaju mirise. Sada je naše najnovije istraživanje konačno otkrilo tajnu.
U studiji objavljenoj u Proceedings of the National Academi of Sciences, pokazali smo da mužjaci pauka koriste mirisne dlake zvane sensilla zidnih pora na nogama kao „nos“ za otkrivanje polnih feromona koje oslobađaju ženke pauka.
Naše otkriće stavlja tačku na decenijsku potragu za ovim neuhvatljivim sensilama, koji su sada identifikovani i mapirani. Takođe otvara mogućnosti za dubinske studije o mehanizmu koji leži u osnovi mirisa pauka.
Iako su pauci – koji su evoluirali oko 400 miliona godina – poznati po svom čulu za vibracije, a neki, poput pauka skakača, po odličnom vidu, iznenađujuće malo se zna o njihovom čulu mirisa.
Bilo je mnogo dokaza koji pokazuju da pauci mogu da otkriju mirise kao što su seksualni feromoni, ali dva velika pitanja su ostala bez odgovora.
Prvo, pošto pauci nemaju antene kao insekti, koji je njihov primarni organ mirisa? Drugo, prethodne studije su sugerisale da paucima nedostaje senzila zidnih pora, specijalizovane strukture na koje se insekti oslanjaju za miris. Bez njih, kako pauci uopšte otkrivaju mirise?
Naša studija je rešila ova dugotrajna pitanja. Otkrili smo prethodno previđenu senzilu sa zidnim porama na hodajućim nogama mužjaka pauka ose (Argiope bruennichi) i pokazali da mogu da ih koriste za otkrivanje seksualnih feromona u vazduhu sa visokom osetljivošću.
Pokazali smo da sensilla sa zidnim porama nije jedinstvena za paukove osa, već preovlađuje na paukovom drvetu života.
Ispitivali smo mužjake i ženke pauka A. bruennichi pomoću skenirajuće elektronske mikroskopije visoke rezolucije. Otkrili smo hiljade sensila sa zidnim porama na svim hodajućim nogama mužjaka pauka i otkrili specifične karakteristike ovih senzila. U stvari, razlikuju se od onih koji se nalaze kod insekata i drugih zglavkara.
Senzile zidnih pora nalaze se na gornjem delu nogu mužjaka (blizu tela), oblastima koje jedva dolaze u kontakt sa površinom kada pauci hodaju, hvataju plen ili se pare.
Ovo je komplementarno sa distribucijom „navodne gustatorne sensile“ (senzila vrha pora) koja se nalazi u donjem delu nogu, koja često dolazi u kontakt sa površinom.
Ovaj obrazac distribucije je već ukazivao na ulogu senzile u zidnim porama u otkrivanju mirisa u vazduhu (olfaktion). Zanimljivo je da su senzile sa zidnim porama pronađene isključivo kod odraslih muških paukova, a ne kod mladih mužjaka ili ženki, što snažno ukazuje na njihovu funkciju u traženju i prepoznavanju partnera.
A. bruennichi je jedna od retkih vrsta pauka kod kojih je hemijska struktura polnog feromona zapravo identifikovana. Ženke pauka oslobađaju gasovite feromone koji privlače mužjake iz daljine.
Odlučili smo da testiramo da li senzila zidnih pora reaguje na jedinjenje feromona. U ovim eksperimentima, pažljivo smo montirali žive mužjake pauka pod mikroskopom i gurnuli elektrodu za snimanje u podnožje senzile sa jednim zidom.
Zatim smo svaki senzilum izložili puffu koji sadrži feromonsko jedinjenje. Otkrili smo da je čak i mala količina feromonskog jedinjenja – samo 20 nanograma – bila dovoljna da izazove jasan odgovor kao nalet aktivnosti u neuronskim ćelijama iz senziluma u zidnim porama, a odgovor je postao jači kako se doza povećavala.
Konzistentno smo posmatrali odgovor senzile zidnih pora na jedinjenje feromona, bez obzira na to koji par nogu je testiran.
Naši rezultati pokazuju da je olfaktorna senzila pauka neverovatno osetljiva, uporediva sa najosetljivijim sistemima komunikacije sa feromonima kod insekata. Hiljade sensila na svim nogama za hodanje omogućiće mužjacima pauka da otkriju čak i najslabije tragove seksualnih feromona u vazduhu.
Da bismo istražili šire prisustvo senzile zidnih pora, ispitali smo 19 dodatnih vrsta koje obuhvataju 16 porodica širom paukovog drveta života. Otkrili smo da se senzila zidnih pora javlja kod većine vrsta, a takođe je specifična za mužjake.
Međutim, sensilla je odsutna u grupama pauka sa bazalnim grananjem, kao što su bazalni pauci koji se nalaze u Aziji. Obrazac koji smo pronašli sugeriše da se senzila zidnih pora evoluirala nezavisno više puta unutar pauka i da je izgubljena u nekim linijama.
Naša studija utire put za uzbudljiva buduća otkrića o tome kako pauci percipiraju svet kroz miris. Mnoga intrigantna pitanja čekaju dalju istragu.
Kako ženke pauka mirišu bez senzile sa zidnim porama? I pored seksualnih feromona, koje druge hemikalije pauci mogu da otkriju i kako su one relevantne za njihovo ponašanje i ekologiju?
Takođe, koja je molekularna i neuronska osnova mirisa pauka? Konačno, kako se čulo mirisa razvilo u ogromnoj raznolikosti vrsta pauka?
Ova pitanja postavljaju teren za uzbudljivo novo poglavlje u našem razumevanju biologije pauka.
