Come saltano i ragni?

[elleelle]

Alcuni ragni saltano saltuariamente (scusate il bisticcio): Sparassidae, Lycosidae .......

In particolare Olios argelasius quando fugge a balzelloni sul terreno, che non è il suo ambiente ideale.

 

Clubiona a volte fa il morto con le zampe raccolte e poi salta improvvisamente, apparentemente senza distendere le zampe. Sembra che salti con un "colpo di reni" come i coleotteri Elateridae.

 

Ma il meccanismo più interessante è quello usato dai Salticidae, per i quali il salto è anche la tecnica per catturare la preda.

 

Dalle mie osservazioni sembra che i Salticidae usino tutte le zampe, ma in particolare quelle del primo paio, che sono molto robuste. Si potrebbe dire che si tratta di un salto "tirato" più che "spinto" come quello degli ortotteri.

 

Ma La cosa che mi ha sempre meravigliato è un'altra.

 

Tutti gli animali che saltano usano un meccanismo comune. Si staccano dal supporto con una velocità che ha una componente verticale e una componente orizzontale. La componente verticale serve a staccarli dal supporto ed eventualmente, a spostarli verso l'alto. La componente orizzontale serve a spostarli in avanti.

 

Questo è quello che fanno i gatti e le cavallette, ma i Salticidae sanno fare di meglio.

 

Gli altri animali saltano verso l'alto e ricadono per gravità verso il basso quando hanno esaurito la componente verticale dell'energia cinetica iniziale. I Salticidae invece riescono anche a "cadere verso l'alto" o a "cadere di lato" (basta osservarli mentre cacciano su un muro verticale), in apparente contrasto con la legge di gravità. Come fanno?

 

Evidentemente, per contrastare la forza di gravità e non cadere verso il basso i Salticidae hanno bisogno di un'altra forza, e questa non può essere ottenuta se non dalla ragnatela.

 

Se osserviamo bene un Salticidae che si prepara a saltare si nota che, prima, fissa la ragnatela al supporto appoggiandoci le filiere. Questo può essere utile per non essere trasportati in aria da una preda forte, come un grosso dittero prima che il veleno faccia effetto.

 

Ma, secondo me, non è l'unico scopo di questa operazione di ancoraggio al supporto.

Sono arrivato alla conclusione che l'unica spiegazione del fatto che un Salticidae ricada su un muro verticale alla fine del salto, invece di finire a terra come una cavalletta è che durante il salto fili in maniera opportuna un filo di seta agganciato al supporto.

Ad un certo punto decide di bloccare l'emissione del filo in modo che lo richiami verso il supporto e lo faccia atterrare nel punto voluto.

 

Qualcosa di simile la fanno a volte gli scalatori in parete con le loro corde di sicurezza.

 

Che ne dite?

In particolare, che ne dice Gabriele?

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@@Gaborri

[elleelle]

Grazie, ma era un inciso. Penso che dovrebbe interessare a tutti.

Tu ti eri mai chiesto come saltano i Salticidae?

[00xyz00]

Si, ma mi sono accontentato di qualche osservazione e di quello che è riportato sul Biology of spiders del Foelix. C'è un apposito paragrafo sul salto, inserito in un intero capitolo sulla meccanica dei movimenti.

[Gamberone]

♡ certo che interessa!

[Gaborri]

Beh partiamo da un assunto: la gravità vale per tutti (inclusi i ragni mi dispiace) e non cambia...quindi qui nessuno la viola. Si può contrastare creando una somma di forze che ne superino il valore e questo i ragni lo fanno costantemente così come altri insetti che si arrampicano sui muri.

 

Ci sono abbastanza lavori sul salto dei ragni:

Capitolo 6 del foelix

Capitolo 4 e 34 del Nentwig

Qualche pagina sul Barth (tanto per citare i più gorssi)

e poi i lavori di Kropf e Zentner rispettivamente nel 2013 e 2003.

 

La spinta di base è sempre quella e deriva da una differenza di pressione idraulica che avviene nelle giunzioni delle gambe e le fa muovere. Salto tirato o spinto non fanno differenza perchè quello che ci interessa davvero è il baricentro... se dovessimo considerare tutto il sistema sarebbe un disastro. Infatti si assume che abbiamo tutti la stessa tecnica di salto (anche se ovviamente non è vero).

 

Sulla seconda questione, invece, sono molto interessato e la tua osservazione è molto interessante.

Partendo dal presupposto che quasi tutti i ragni tessono il filo di salvataggio durante un movimento (in questo momento un salto) può essere che questo abbia un ruolo nel fornire una direzione di "caduta verticale". Ci tengo però a far riflettere che normalmente i fattori di guadagno dei fili di salvataggio non sono altissimi (fattore di guadagno: quante volte riesco a sostenere il peso); anche se si tratta di dragline, difficilmente supera i 13x. Mi risulta difficile quindi credere che sia prevalente questo fenomeno considerando che alla gravità ci devi aggiungere anche la spinta del ragno (che aggiunge inerzia al corpo che deve cadere verso l'alto).

 

Anche a me è capitato di vederli saltare a testa in giù e "ricadere" a testa in giù. Quello che mi viene in mente è che creino di fatto una differenza in altezza che sia ampiamente recuperabile con le zampe. Staccando le zampe dalla superficie possono di fatto essere in grado di creare un dislivello che può superare anche di parecchie volte l'altezza del ragno. Questo dislivello apparente (infatti sembra che saltino) può essere facilmente recuperato abbassando di nuovo le zampe che in adesione hanno un fattore di guadagno di circa 160x (per i salticidi).

Se ci pensi è come un aereo che atterra, anche se non è atterrato abbassa il carrello per colmare la distanza che lo separa dalla pista e lo stesso fa in decollo: prima scorre, poi vola.

 

Non so se mi sono spiegato, ma tralasciando l'interessante osservazione di Luigi (che come sempre mi stupisce), direi che questa potrebbe essere una spiegazione probabile.

 

[elleelle]

Forse non ho capito bene l'ultimo punto, ma mi riesce difficile immaginare una forza diversa dalla tensione del filo che riporti il ragno verso il supporto contrastando la gravità.

Quanto alla resistenza del filo, penso che 13x sia ampiamente sufficiente. Non credo che lo strattone superi il doppio del peso del ragno.

[Gaborri]

Non c'è nessuna forza, semplicemente alza le zampe (contatto perso) e le riabbassa quando c'è da ristabilire il contatto. Quindi il gap in altezza che deve colmare non deve mai essere superiore alla lunghezza delle gambe

 

13x a volte non è sufficiente se le energie in gioco sono alte e soprattutto se quel 13x è un massimo di una deviazione statistica

[Gaborri]

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[elleelle]

Aggiungo uno schemino per chiarire il mio pensiero.

Il filo di sicurezza, che ogni Salticidae si premura di fissare al supporto prima del salto, oltre che a richiamare il ragno verso il muro curvando la sua traiettoria, può servire anche da freno per aggiustare un salto troppo lungo. I pescatori che pescano al lancio dalla spiaggia a volte frenano col dito l'uscita del filo dal mulinello se si accorgono di aver lanciato con troppa forza. Il ragno può esercitare questa azione di freno agendo sulle filiere in modo da cadere esattamente sulla preda.

Grazie alla forza di richiamo del filo, e precisamente alla sua componente perpendicolare al muro, il ragno può saltare anche in salita, se la preda si trova più in alto di lui.

Le zampe dei Salticidae sono cortissime e i salti giocati sulla lunghezza delle zampe in adduzione e in estensione sarebbero poca cosa.

Quanto alla resistenza del filo di sicurezza filato dai Salticidae, risulta sufficiente a reggere non solo il loro peso, ma anche la trazione di una preda volante che cerca di scappare (per esempio, un grosso dittero o una grossa falena). Quindi in questo senso non ci sono problemi.

 

[Gaborri]

Ciao, hai fatto dei video o delle foto in sequenza per dimostrare questa cosa? 

Nel senso... siamo sicuro che effettivamente il ragno non sollevi semplicemente le zampe quando salta verticalmente?

[elleelle]

Io non ho fatto video, ma se ne trovano molti cercando su You tube.

E poi, uno scalatore come te ha anche un'esperienza personale in proposito ...... Quando si scende in corda doppia, ci si allontana dalla parete spingendo con i piedi e si torna ad appoggiarsi di nuovo un po' più sotto si fa qualcosa di simile ...

[Gaborri]

Ahah! La mia risposta non era per questionare il ragionamento (che fila come l'olio), ma per sapere se effettivamente il comportamento si può provare

[Gaborri]

Eccomi!
Ho avuto un po' di tempo per cercare in letteratura e controllare le cose che dicevi... ovviamente Luigi avevi ragione  

Purtroppo per noi è un lavoro che è stato fatto già nel lontano 2013 ... Di seguito i rimandi: 

Chen Y-K, Liao C-P, Tsai F-Y,
Chi K-J. 2013 More than a safety line: jump stabilizing
silk of salticids. J R Soc Interface 10:
20130572.
http://dx.doi.org/10.1098/rsif.2013.0572

In sostanza questi qui hanno osservato tramite video ad alta velocità quello che dicevi tu, ovvero che i ragni riescono attivamente a controllare in aria il loro movimento grazie al filo di seta che viene sia tirato/torsionato con le zampe, ma anche attraverso i movimenti del corpo. 

Hanno ovviamente studiato le traiettorie 

 

con annesse ricostruzioni sia video... che analitiche  

 

Bel lavoro... peccato davvero che sia stato già fatto  

Non ti sfugge niente 

[elleelle]

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