Svensk spindel gör sensation

1999-11-18 11:58  
En liten spindel med glittrande himmelsblå kattögon. Som använder dem som ett slags kompass och polarisationsförstärkare. Inte undra på att stenhuggspindeln från Lund gör sensation i forskarvärlden.

Upptäckten gjordes av en slump. Marie Dacke, doktorand, och hennes handledare professor Dan E Nilsson vid zoologiska institutionen, Lunds universitet, skulle egentligen undersöka en jaktspindel. Av misstag fångade de in stenhuggspindeln istället. Den är en vanlig, oansenlig spindel, brungrå, en och en halv centimeter lång. Dacke och Nilsson fascinerades av de två snedställda ovala blå ögonen, som satt högst upp på huvudet.

I oftalmoskopet, samma instrument som ögonläkaren använder, såg de att ögonen saknade lins. Det gick att se rakt in i ögat, som genom ett fönster.

- Ögat fokuserade inte ljuset, det var blint för bilder, berättar Marie Dacke.

- Däremot reflekterade det ljus, precis som ett kattöga.

Vad hon och Dan Nilsson hade hittat var ett dittills okänt organ. Ett navigationsinstrument, specialiserat på polariserat ljus. Ett instrument som dessutom förstärker polarisationen.

Som polaroidglasögon?

- Nja. Polaroidglasögon absorberar vissa vibrationsriktningar av ljuset, silar det, och släpper bara in ljus som polariseras vertikalt. Då slipper man bli bländad av ljus som reflekteras mot horisontella ytor, mot en vattenyta till exempel. I spindeln polariseras ljuset också, men först då det reflekteras mot ögats bakre del, svarar Marie Dacke.

Både bin och myror använder himlens speciella polariserade ljusmönster för att hitta. Det har man vetat länge. Nu kunde Lundaforskarna visa att stenhuggspindeln gör likadant. Den kollar himlen och går efter det mönster av polariserat ljus, som änd-rar sig efter solens gång.

Bin och myror har fasettögon. Spindlar har kameraögon, precis som vi, fast de har åtta ögon. Då borde väl stenhuggspindeln kunna orientera sig på samma sätt som vi?

- Är man en väldigt liten spindel kan en sten eller kvist utgöra väldiga hinder. Då är det kanske mer praktiskt att navigera efter himlen, säger Marie Dacke.

Stenhuggspindelns polarisationsfilter i ögat utgörs av speciella synceller, som är placerade enligt ett välordnat mönster. Men det verkligt unika är polarisationsförstärkaren: det reflekterande skiktet bakom näthinnan. Det är v-format och fungerar som två snedställda speglar med en liten kanal emellan. Speglarna kastar tillbaka ljuset, som blir flera gånger mer polariserat än det som faller in i ögat.

Hur spindeln sen tolkar detta vet Marie Dacke inte riktigt. Men hos
andra insekter finns speciellt polarisationskänsliga neuroner, nervceller, i hjärnan. Neuronerna tar emot signaler från olika synceller och uttyder polarisationsriktningen i ljuset. Sedan gör insekten en serie enkla och ungefärliga beräkningar, som omvandlar signalerna till ompassinformation.

Spindelns litenhet till trots går det bra att göra experiment på den. För att se hur den reagerade på polariseringsljuset mätte man bland annat den elektriska aktiviteten i ögat. Dackes kollega Eric Warrant, elektrofysiolog, skar ett mycket litet hål i ögat på spindeln med en mycket liten och extremt skarp skalpell. I hålet stacks ytterst fina vätskefyllda elektroder i glas ned mot syncellerna. Av jonströmmarna kunde han räkna ut hur känsligt ögat var för det polariserade ljuset.

Jodå, det går att hanteraså små djur med bara händerna, under mikroskop förstås, säger Dacke. Och spindeln överlever. Hålet i ögat växer snabbt igen. Det läker på samma sätt som vår egen hud, förklarar hon.

Spindeln underkastades inte bara plågsamma djurförsök. Den fick agera på scen också. På en inomhusarena, 1,5 meter i diameter, filmades ett antal spindlar när de kilade omkring och letade efter sina bon, spunna under vikta pappersark. Nio av tio spindlar hittade hem när en lampa försedd med ett polarisationsfilter lyste över scenen. Mycket sämre gick det när filtret togs bort och lampan bara spred ett svagt kvällsljus. Då hittade bara tre av tio spindlar tillbaka. Samma klena resultat blev det när Marie Dacke målade över spindlarnas specialögon med svart täckande färg.

Stenhuggspindeln borde vara piggast och mest aktiv i skymning och gryning. Det är då polarisations-mönstret är som enklast att tolka på himlen. För att pröva den hypotesen byggde forskarna ett eget spindelöga, som de satte upp på zoologiska institutionens tak. Ögat bestod av en liten ljusmätare, som registrerade ljus silat genom ett bandpassfilter och ett polarisationsfilter. Filtren satt på ett litet roterande kullager och ögat avskärmades med ett plastskydd. Precis som det riktiga spindelögat fick forskarna då ett öga som tog emot kortvågigt ljus över ett brett fält, 120 grader över himlen. Ögat mätte graden av polariseringen i 24-timmarsperioder de dagar himlen var klar eller bara lätt molnig. Mönstret som ritades upp stämde väl med spindelns aktivitetstoppar.

Sina rön har Lundaforskarna nu publicerat i den vetenskapliga tidskriften Nature i samarbete med fors-kare i Australien, Storbritannien och USA. Vi människor har väl ingen omedelbar praktisk nytta av stenhuggspindelns polarisationskompass. Men för zoologerna, framförallt entomologer, är det en helt ny och mycket fascinerande kunskap om spindlarna. Det finns ungefär 25 000 spindelarter som har samma typ av ögon som stenhuggspindeln och sannolikt är flera av dessa arter utrustade med en liknande kompass.

I klart väder är stenhuggspindeln en baddare på att navigera, alltså. Men när himlen är mulen eller regnet öser ner blir den en riktig imse-vimse-spindel. Mest sitter den och kurar under något skydd. Om spindeln trots allt ger sig ut - hittar den hem då?

- Den kan inte använda kompassen i allafall. Men kanske använder den landmärken. Spindeln kan ha flera olika navigeringssystem som kompletterar varandra, säger Marie Dacke.


Se vidare: www.nature.com

Kerstin Österberg

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt

Läs mer