Los científicos rastrearon cada movimiento de estas arañas mientras tejían sus telas

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Los investigadores de la Universidad Johns Hopkins descubrieron precisamente cómo las arañas construyen telas 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.

De Ovidio Metamorfosis habla de los tejedores de orbes, que se dice que son descendientes de Aracne, una figura de la mitología griega que tejía hermosos tapices y se atrevía a desafiar a Atenea a un concurso de tejido. Enojada porque no pudo encontrar fallas en el trabajo de Arachne, y también porque el tapiz representaba a los dioses con una luz poco favorecedora, Athena golpeó a la niña con una lanzadera. Cuando Arachne se ahorcó de remordimiento, Atenea se compadeció y transformó la cuerda en una red y Arachne en una araña.

Es una alusión literaria adecuada para un nuevo estudio sobre cómo las arañas tejen sus redes, que es sin duda la razón por la que 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 usó 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 se basan en un conjunto compartido de movimientos que equivalen a «un libro de jugadas o algoritmo de creación 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 sintió inspirado para emprender el proyecto mientras observaba 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 asombroso porque el cerebro de una araña es tan pequeño y me frustraba que no supiéramos más sobre cómo ocurre este comportamiento extraordinario. Ahora hemos definido la coreografía completa para la construcción web, que nunca se ha hecho para cualquier arquitectura animal con esta excelente resolución «.

Agrandar / Una araña tejedora de orbes hackled.

Universidad Johns Hopkins

Además de ser maravillas de la naturaleza estéticamente llamativas, las telarañas 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 del tejido orbe, ya que el proceso de construcción de una red se puede definir fácilmente tanto por la trayectoria de una araña como por la geometría de la red.

Hay muchas especies diferentes de arañas tejedoras de orbes, pero el equipo de JHU decidió trabajar con Uloborus diversus. El equipo escogió U. diversus porque permanece activo durante todo el año y además es convenientemente pequeño. Las muestras se recolectaron en Half Moon Bay, California, y se guardaron en un invernadero en el campus. Allí, las arañas comían moscas de la fruta una vez a la semana. Solo se utilizaron arañas hembras adultas, ya que los machos adultos rara vez construyen telarañas.

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Agrandar / Una telaraña vista con visión nocturna.

Universidad Johns Hopkins

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 telas horizontales en la oscuridad). Luego, los investigadores transfirieron seis arañas a la arena y registraron las arañas cada noche mientras tejían sus telas durante un promedio de 24 horas.

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

«Se cree que este estado de construcción de redes 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 telaraña. «La construcción del marco a menudo es 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.

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Agrandar / Uso de inteligencia artificial para rastrear la creación de redes de arañas.

Universidad Johns Hopkins

Una vez que los radios y el marco están en su lugar, la araña pasa a construir una espiral auxiliar, que toma solo 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 quita la telaraña una vez que está completa. Una vez que se realiza la espiral de captura, la araña se agacha en el centro, a veces durante varios días, esperando pacientemente a que la presa quede atrapada en su telaraña.

Los investigadores pudieron rastrear millones de movimientos de piernas individuales al diseñar su propio software de visión artificial para ese propósito. «Incluso si lo graba en video, hay muchas piernas que rastrear, durante mucho tiempo, en muchas personas», dijo el coautor Abel Corver, un estudiante graduado que estudia la creación de redes y la neurofisiología. «Es demasiado pasar por cada fotograma y anotar los puntos de las patas a mano, así que entrenamos el 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».

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