Pająki wygrywają w chowanego. Jak ewolucja uczyniła z nich mistrzów kamuflażu

Ziemia jest domem dla milionów gatunków zwierząt. Osobniki należące do każdego z nich potrafią znaleźć dla siebie bezpieczny kąt – w przeciwnym razie już by ich z nami nie było. Ale ptaki ukryte w gęstwinach, ryby między koralowcami czy owady w niewielkich jamkach nie mogą tkwić tam wiecznie. Trzeba przecież eksplorować okolicę, by znaleźć pożywienie, partnera do rozrodu albo bardziej sprzyjające warunki do życia. Mimo że za rogiem kryje się tyle samo okazji do napełnienia żołądka, co czai się niebezpieczeństw, to podjęcie ryzyka jest konieczne. Jednym z ewolucyjnych wynalazków, który zmniejsza to ryzyko i ułatwia poruszanie się w pełnym zagrożeń i konkurencji świecie, jest zdolność do kamuflażu.

Przetrwają zakamuflowani

W nowożytnej biologii refleksja na temat kamuflażu rozpoczęła się pod koniec XVIII w. W krótkich słowach pisał o nim Erasmus Darwin, brytyjski przyrodnik i poeta, jeszcze przed przyjściem na świat swojego najsłynniejszego wnuka. Dziadek Karola Darwina zauważył, że „kolory wielu zwierząt wydają się dostosowane do ich celów ukrywania się, albo w celu uniknięcia niebezpieczeństwa, albo w celu rzucenia się na ofiarę”.

Kilkadziesiąt lat później, gdy Karol Darwin i Alfred Wallace sformułowali teorię ewolucji, zdolność do kamuflażu zaczęła być postrzegana jako jedna z najbardziej oczywistych adaptacji do środowiska. Kamuflażem zainteresował się m.in. Henry Walter Bates, brytyjski przyrodnik prowadzący badania w Amazonii.

W 1861 r. – dwa lata po publikacji przez Darwina „O powstawaniu gatunków” – Bates opublikował raport ze swoich badań, w którym zauważył, że niegroźne gatunki zwierząt mogły ewoluować tak, by naśladować sygnały ostrzegawcze zwierząt niebezpiecznych (np. zupełnie jadalne dla ptaków gatunki motyli upodobniły się wyglądem do gatunków wydzielających trujące substancje, dzięki czemu drapieżniki wolą unikać jednych i drugich). Dziś ten ewolucyjny mechanizm nazywamy mimikrą batezjańską.

Inni badacze, m.in. Edward Poulton oraz Abbott Thayer i Hugh Cott, przeanalizowali kolejne przykłady kamuflażu – pierwszy z nich opisywał to, jak zwierzęta potrafią wtapiać się w tło, co pozwala im zbliżać się do potencjalnych ofiar, dwaj ostatni debatowali nad tym, w jaki sposób ubarwienie zwierzęcia sprawia, że zacierają się jego kontury. 

500-stronicowa książka Cotta „Adaptive Coloration in Animals” była nie tylko doskonałym kompendium współczesnej wiedzy na temat kamuflażu u zwierząt, ale też zainspirowała liczne badania i projekty wdrożeniowe, w których inżynierowie starali się naśladować rozwiązania spotykane w naturze.

Bez wątpienia na oddziaływanie tej książki miał fakt, że ukazała się w 1940 r., podczas drugiej wojny światowej. Zoolodzy Martin Stevens i Sami Merilaita pisali w 2008 r., że po książce Cotta badania nad kamuflażem zwolniły na kilka dekad – i dopiero w obecnym stuleciu eksplodowały różnorodnością.

Potrzebujemy następnych stu lat, by opisać wszystkie gatunki pająków 

Wśród mistrzów ukrywania się w świecie zwierząt można wskazać pająki. Te zróżnicowane pod względem rozmiarów ciała i stylu życia stawonogi odznaczają się nie tylko wrodzonym sprytem, ale i finezją. Od niepamiętnych czasów tak właśnie widzieli je ludzie. W tradycji muzułmańskiej sieć tkana przez pająka w jaskini zmyliła żołnierzy ścigających Mahometa. W mitologii afrykańskiej Anansi – postać przedstawiana jako pająk, jest uosobieniem sprytu i zdolności do manipulacji. Dziś wspomniane cechy mogą potwierdzić także biolodzy.

Sztukę kamuflażu pająki rozwinęły w kilku kierunkach. Umiejętnie grają nie tylko kolorem swojego ciała, ale także potrafią naśladować inne zwierzęta czy obiekty, a nawet ukrywać swoje sieci, manipulując osądem potencjalnych ofiar. 

Wydaje się, że należą do nich także naukowcy. Od 1757 r. opisano ich ponad 50 tys. gatunków. W 2022 r., gdy do baz danych pod numerem 50 000 trafił wywodzący się z Ameryki Południowej gatunek Guriurius minuano, Muzeum Historii Naturalnej w Bernie, które publikuje World Spider Catalog, oszacowało w komunikacie prasowym, że podwojenie liczby znanych gatunków pająków zajmie następne sto lat. To sporo, biorąc pod uwagę, że te stworzenia obecne są na każdym kontynencie oraz jak wiele z nich musi jeszcze czekać na odkrycie.

Mechanizm ukrywania się pająków może wydawać się tak prosty, jak jego rola. Ale sprawa się komplikuje, gdy uświadomimy sobie, że zachowanie pająków, ich kolor czy tworzone struktury muszą być niewidzialne dla jednych zwierząt, ale nie dla innych – potencjalnych partnerów do rozrodu. Kamuflaż musi więc brać pod uwagę różne zdolności percepcji.

Tego pająka można pomylić z kwiatem

W Australii pośród gałęzi i krzewów żyje niewielki, niegroźny dla ludzi pająk. Jest on spokrewniony z naszym żółtobrązowym krzyżakiem ogrodowym, który na odwłoku, jak sugeruje nazwa, ma charakterystyczny biały krzyż. Jednak u Dolophones conifera nie można dostrzec charakterystycznego znaku, a raczej nieład plam, w barwach przypominających łuszczącą się korę drzewa. 

W otoczeniu roślinnym można go nie zauważyć nie tylko dzięki ubarwieniu, ale także zachowaniu. Przedstawiciele tego gatunku potrafią niemalże owijać się wokół gałęzi drzew i krzewów. W tej akrobacji pomaga im budowa ciała. Jej dolna część jest wklęsła, dlatego odwłok idealnie dopasowuje się do krzywizny rośliny. Górna ma wygląd stożkowatej tarczy złożonej z serii okrągławych dysków ze szczeliną w środku. 

Wzór i nieco zróżnicowany wewnątrzgatunkowo kolor pomaga zlać się z miejscem ukrycia. Dolophones robi to nadzwyczaj skutecznie. Według specjalistów z australijskiej agencji naukowej CSIRO, pająk jest niemal niemożliwy do zobaczenia. Dzięki temu pozostając owinięty na gałęzi w ciągu dnia, unika ataku ptaków i innych owadożernych zwierząt. Wychodzi na żer po zachodzie słońca, kryjąc się pod osłoną nocy. Tka wówczas pionowe sieci o kulistym kształcie, w które łapie swoje ofiary.

W niektórych przypadkach stałe ubarwienie powłok ciała nie wystarczy do zapewnienia sobie wystarczającego kamuflażu. W dodatkowe narzędzia ewolucja wyposażyła m.in. pająka Misumena vatia. Żyje on w Azji, Ameryce Północnej i Europie – także w Polsce. 

W trakcie spaceru pająk kwietnik – jak nazywamy go w naszym języku – może być minięty bezrefleksyjnie, nie tylko ze względu na niewielkie rozmiary, ale także świetne dopasowanie do kwiatów, na których można go spotkać. Do jego ulubionych należą między innymi powój. Gdy siada na jego szczycie, upodabnia swoje odnóża do pręcików, a szczęki do słupka.

Samice tego gatunku dodatkowo potrafią dostosować kolor ciała do miejsca ukrycia. Nie jest to jednak uniwersalna zdolność – żółte pająki wybierają tylko kwiaty o żółtej barwie, jednak te o białym ciele potrafią wtopić się także w żółte płatki. Zmiana koloru nie zachodzi błyskawicznie. Naukowcy z Uniwersytetu w Tours zaobserwowali, że dzieje się to w ciągu 10-25 dni. 

Odcienie nowo przybieranego koloru tworzone są przez skomplikowany mechanizm łączący chemiczne pigmenty, kryształki guaniny i sterujące nimi procesy komórkowe. Istotne jest także natężenie światła. Po osiedleniu się pająka na żółtym kwiecie proces adaptacji ubarwienia zaczyna się po dobie. Możliwe jest także odwrócenie tego zjawiska – powrót do poprzedniej barwy następuje już w ciągu kilku godzin. Czas nie wydaje się ich sprzymierzeńcem, ale są cierpliwe. A spokój popłaca. Zastygłe w bezruchu, wyczekują swojej ofiary, która skusi się na nektar, i skutecznie atakują, jak tylko usiądzie obok nich.

Skaczące pająki udają agresywne mrówki

Peckhamia picata to małe – kilkumilimetrowej długości – pająki skaczące z Ameryki Północnej. Z wszystkich funkcjonujących nazw to właśnie ta najtrafniej opisuje ich sposób polowania. Zamiast rozpościerać starannie tkane sieci, polują one aktywnie, polegając na lekkoatletycznych umiejętnościach. Jeśli zobaczą w odpowiedniej odległości potencjalną ofiarę – owada lub innego pająka – skaczą.

Zaskoczenie niespodziewającego się rychłej śmierci bezkręgowca potęgowane jest przez nietuzinkowe „przebranie”. Mimo że w wyglądzie P. picata można wyróżnić wszystkie elementy budowy pająka, ich ciała wydają się być oryginalnie skrojone. Dobrze widoczne zwężenie na odwłoku do złudzenia przypomina talię, która pozornie dzieli dwusegmentowe ciała na trzy części. Całości efektu dopełniają odpowiednia barwa i plamy po bokach głowy, przypominające stosunkowo duże oczy. Całe ciało jest też nienaturalnie jak na pająka wydłużone.

Taki schemat budowy ciała do złudzenia przypomina inne zwierzę – Camponotus nearcticus. Jest to mrówka cieśla. Jak sugeruje jej nazwa, szczególnie polubiła ona konary, kłody i korę drzew, które stały się jej schronieniem. P. picata żyje w podobnych obszarach do tych, które zamieszkują mrówki. Dzięki temu skuteczniej oszukują potencjalnych napastników – inne większe pająki, osy bądź ptaki. Żaden z nich nie chce ryzykować spotkania z agresywnymi owadami.

Podszywający się pod mrówkę pająk zmienia również swój zapach. W sytuacji kiedy bezkręgowiec pachnie zgodnie ze swoją systematyczną przynależnością, bliższy kontakt go dekonspiruje. Dzieje się tak niezależnie od perfekcyjności przebrania czy naśladowania zachowania. Imitowanie zapachu innego organizmu jest jednak problematyczne i wymaga dodatkowych wydatków energetycznych. Dlatego Peckhamia picata przyjął łatwiejszą, choć w praktyce równie skuteczną drogę – pachnie neutralnie. 

Pająk jest chemicznie niewidoczny dla potencjalnych agresorów z racji uboższego składu cząsteczek jego kutykuli. 

Zespół naukowców z USA, Indii i Niemiec pokazał, że drapieżne osy po zbadaniu czułkami chętniej wybierają na ofiary inne skaczące pająki niż P. picata.

Jeszcze bardziej zaawansowanymi umiejętnościami naśladowania mrówek mogą pochwalić się pająki Synemosyna formica. Żyją one na Karaibach i w Ameryce Północnej, gdzie na różnych etapach rozwoju imitują nie jeden, a dwa różne gatunki. Gdy pająki są młode, z góry i boku przypominają wyglądem mrówki akrobatki (rodzaj Crematogaster). Są one znane z charakterystycznych gniazd przypominających kokony umieszczone w koronach drzew. 

Z kolei dorosłe osobniki pająka przypominają mrówki cieśle (znany nam już rodzaj Camponotus). Całość przebrania komplikuje fakt, że mrówkopodobne ciało prezentują tylko wtedy, kiedy patrzy się na nie z góry – z perspektywy drapieżnika. Z boku natomiast zachowują bardziej pająkowaty kształt. Taka ograniczona zdolność imitacji może być kompromisem między zapewnieniem bezpieczeństwa a zachowaniem atrakcyjności w tańcach godowych.

Oszustwo zaawansowane: pająki atrapy i pająki udające odchody

Głęboko w lasach Azji Południowo-Wschodniej można spotkać Cyclosa ginnaga – pająka o srebrnym ubarwieniu. Taki kolor ciała nie wydaje się szczególnie użytecznym kamuflażem, kiedy tkwi się na transparentnej sieci na tle zielonych roślin. Sposób maskowania tego gatunku jest jednak bardziej złożony. Pająk ozdabia swoją sieć jedwabistą nitką, plotąc spiralę. Przypomina ona nieco kawałek namoczonej w wodzie cienkiej chusteczki higienicznej. Pająk na tej strukturze do złudzenia przypomina... ptasie odchody.

Najprawdopodobniej chce w ten sposób oszukać drapieżne osy. Spektrofotometryczne badania zespołu z Tunghai University oraz Instytutu Badania Gatunków Endemicznych w Jiji potwierdziły, że drapieżne błonówki faktycznie mogą zostać wyprowadzone na manowce. Kiedy naukowcy porównywali współczynnik odbicia światła zakamuflowanego pająka z prawdziwymi odchodami, stwierdzili, że wyniki nie różnią się od siebie. W złożonym eksperymencie, gdzie obserwowano sieci z odpowiednio dobranymi chusteczkowatymi ornamentami i odchodami ptaków, stwierdzono, że zaciemnienie pajęczego dzieła zwiększało prawdopodobieństwo ataku błonkówki o 40 proc.

Cyclosa ginnaga nie jest pod tym względem wyjątkiem. Gatunki należące do tego samego rodzaju pająków są równie pomysłowe. Niektóre ozdabiają sieci padliną ofiar czy materiałem roślinnym.

 Jeden z amazońskich przedstawicieli tworzy nawet z roślinności i martwych owadów... imitację samego siebie. 

Kształt pająka powstaje na specjalnych nitkach i jest na tyle precyzyjny, że potrafi oszukać nawet człowieka. 

Tak też było podczas pierwszego kontaktu z fantomem. Natrafił na niego przyrodnik Phil Torres, gdy spacerował blisko peruwiańskiego Centrum Badawczego Tambopata. Z perspektywy kilkudziesięciu centymetrów twór przypominał zasuszonego pająka. Co ciekawe, imitacja była większa niż „oryginał”, który znajdował się nieopodal w ukryciu.

Sieci pająków: cuda bioinżynierii

Pajęcze sieci to inżynieryjne arcydzieła. Grubość nici jest kilkadziesiąt razy cieńsza od grubego włosa, w odpowiednim oświetleniu dodatkowo świetnie się kamufluje. Także ich lokalizacja nie ułatwia dostrzeżenia. Liczne pająki tkają sieci w miejscach takich jak liście czy gałęzie, co wzmacnia efekt maskujący. Różne typy i konstrukcje sieci potrafią świetnie dostosowywać się do otoczenia dzięki tworzonym kształtom – promienistym, splątanym czy nawet przypominającym wieczko, pod którym pająk może się ukryć. Ta ostatnia struktura typowa jest dla pajęczej rodziny Ctenizidae.

Jednym z mistrzów plecenia sieci jest pająk Theridiosoma gemmosum. Można go spotkać na szerokim obszarze – od Ameryki Północnej, przez Europę, aż po Azję Centralną. Jednak mimo rozległego zasięgu trudno na niego trafić. Jest organizmem rzadkim. Problem ze spotkaniem wynika być może także z niepozornej wielkości ciała (2 mm) i skrytego trybu życia w porośniętych i wilgotnych siedliskach. 

Ten pająk o błyszczącym odwłoku tworzy kolistą sieć o średnicy 10 cm, której konstrukcja zniekształcona jest optycznie. Promienie sieci nie łączą się tak, jak w kojarzących się nam pajęczych konstrukcjach, które spotykamy np. w parkach. Zanim nici połączą się na środku pajęczyny, grupują się ze sobą po dwie lub trzy. Jedna także trzymana jest przez pająka. Jej napięcie układa się w stożek, który wygląda jak wywrócony na lewą stronę parasol.

Potencjalna ofiara przelatując obok zniekształconej sieci, nie jest w stanie jej dostrzec. Konstrukcja wymyka się zdolnościom percepcji potencjalnej ofiary, ponieważ jej środek odsunięty jest o kilka centymetrów względem płaszczyzny sieci. 

Naukowcy z University of Akron zauważyli, że pająki nasłuchując wolno latających owadów, w odpowiednim momencie puszczają naciągniętą konstrukcję. Sieć porusza się nawet z prędkością jednego metra na sekundę i w ciągu 38 milisekund łapie nieszczęśnika.

Jeszcze inne zdolności rozwinął u siebie Nephila clavipes, którego można spotkać w obu Amerykach. Jest to duży, 10-centymetrowy pająk o charakterystycznej czerwono-brązowo-żółtej barwie. Tworzy on asymetryczne sieci o złotawym kolorze, które przyczepia do niskich drzew i krzewów.  Badania pajęczej przędzy pokazały, że w jego sieciach dochodzi do zmniejszonego odbicia światła w zakresie ultrafioletu.

Mimo że dla człowieka ta delikatna różnica w sposobie tworzenia pajęczego jedwabiu nie odgrywa zasadniczej roli, to owady są wrażliwe na ten zakres widma. Dzięki zwiększonej absorpcji światła oraz jego rozpraszaniu pajęczyny tych gatunków są gorzej widoczne dla swych ofiar. Podobne zdolności rozwinął także australijski Argiope keyserlingi zwany krzyżakiem św. Andrzeja. Można spotkać go w podmiejskich parkach i ogrodach.

Kamuflaż nie jest tylko sprytnym przebraniem – to wyrafinowany mechanizm ewolucyjny, który pozwala zwierzętom przetrwać w świecie pełnym zagrożeń i wyzwań. W tworzeniu rozmaitych strategii oszustw kreatywność ewolucji nie zna granic, a jej wytwory, doskonalone w kolejnych pokoleniach, wydają się wykonane z zegarmistrzowską precyzją. Najmniejszy szczegół ma istotne znaczenie, niewielkie odchylenia od planu mogą zadecydować o porażce. Przetrwanie to przecież sztuka, która wymaga zarówno sprytu, jak i precyzji.