Los investigadores de la Universidad Johns Hopkins descubrieron precisamente cómo las arañas construyen redes utilizando la visión nocturna y la inteligencia artificial para rastrear y registrar cada movimiento de las ocho patas mientras las arañas trabajaban en la oscuridad.
La creación de un algoritmo o un libro de estrategias para la creación de telarañas aporta una nueva comprensión de cómo las criaturas con cerebros de una fracción del tamaño de un humano pueden crear estructuras de tal elegancia, complejidad y precisión geométrica.
“Me interesé por primera vez en este tema mientras estaba observando aves con mi hijo”, dijo el autor principal Andrew Gordus, biólogo conductual del Departamento de Biología de la Escuela de Artes y Ciencias Krieger. “Después de ver una telaraña espectacular, pensé, ‘si fueras a un zoológico y vieras a un chimpancé construyendo esto, pensarías que es un chimpancé asombroso e impresionante’. Bueno, esto es aún más asombroso porque el cerebro de una araña es tan pequeño y yo estaba frustrado porque no sabíamos más sobre cómo ocurre este comportamiento notable. Ahora hemos definido la coreografía completa para la construcción web, lo que nunca se había hecho para ninguna arquitectura animal con una resolución tan fina «.
Las arañas tejedoras de telarañas que construyen ciegamente usando solo el sentido del tacto han fascinado a los humanos durante siglos. No todas las arañas construyen telarañas, pero las que lo hacen se encuentran entre un subconjunto de especies animales conocidas por sus creaciones arquitectónicas, como las aves constructoras de nidos y los peces globo que crean círculos de arena elaborados cuando se aparean.
El primer paso para comprender cómo los cerebros relativamente pequeños de estos arquitectos animales apoyan sus proyectos de construcción de alto nivel es documentar y analizar sistemáticamente los comportamientos y las habilidades motoras involucradas, lo que hasta ahora nunca se había hecho, principalmente debido a los desafíos de capturar y registrando las acciones, dijo Gordus.
Aquí, su equipo estudió a una tejedora de orbes hackled, una araña nativa del oeste de los Estados Unidos que es lo suficientemente pequeña como para sentarse cómodamente en la punta de un dedo. Para observar a las arañas durante su trabajo nocturno de construcción de redes, el laboratorio diseñó una arena con cámaras y luces infrarrojas. Con esa configuración, monitorearon y registraron seis arañas cada noche mientras construían redes. Hicieron un seguimiento de los millones de acciones individuales de las piernas con un software de visión artificial diseñado específicamente para detectar el movimiento de las extremidades.
«Incluso si lo graba en video, hay muchas piernas que rastrear, durante mucho tiempo», dijo el autor principal Abel Corver, un estudiante graduado que estudia la creación de web y la neurofisiología. «Es demasiado revisar 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, para poder documentar todo lo que hacen las patas para construir una telaraña completa».
Descubrieron que los comportamientos de fabricación de telarañas son bastante similares entre las arañas, tanto que los investigadores pudieron predecir la parte de una tela en la que estaba trabajando una araña con solo ver la posición de una pata.
«Incluso si la estructura final es un poco diferente, las reglas que utilizan para construir la TELA son las mismas», dijo Gordus. “Todos están usando las mismas reglas, lo que confirma que las reglas están codificadas en sus cerebros. Ahora queremos saber cómo se codifican esas reglas a nivel de neuronas «.
Los hallazgos, ahora disponibles en línea, se publicarán en la edición de noviembre de Current Biology.
El trabajo futuro del laboratorio incluye experimentos con drogas que alteran la mente para determinar qué circuitos en el cerebro de la araña son responsables de las diversas etapas de la construcción de redes.
“La araña es fascinante porque aquí tienes un animal con un cerebro construido sobre los mismos bloques de construcción fundamentales que el nuestro, y este trabajo podría darnos pistas sobre cómo podemos entender sistemas cerebrales más grandes, incluidos los humanos, y creo que eso es muy emocionante”, Dijo Corver.
