تار عنکبوت در فضا: بررسی تأثیر ریزگرانش بر رفتار عنکبوت‌ها

آغاز یک ایده فضایی

ایده این آزمایش جذاب از سوی جودیت مایلز، یک دانش‌آموز ۱۷ ساله دبیرستانی از ایالت ماساچوست، مطرح شد. پیشنهاد او در چارچوب پروژه‌ای از ناسا بود که به دانش‌آموزان اجازه می‌داد برای انجام آزمایش‌هایی در ایستگاه فضایی اسکای‌لب، نخستین ایستگاه فضایی ایالات متحده، طرح ارائه دهند. اسکای‌لب بین مه ۱۹۷۳ تا فوریه ۱۹۷۴ میزبان چندین مأموریت فضایی بود و ناسا ایده جودیت را برای اجرا در مأموریت اسکای‌لب ۳، دومین مأموریت سرنشین‌دار این ایستگاه، انتخاب کرد.

عنکبوت‌ها در مدار

در تاریخ ۲۸ ژوئیه ۱۹۷۳، دو عنکبوت باغی اروپایی در دو بطری پلاستیکی کوچک به مدار پایینی زمین پرتاب شدند. پس از آماده‌سازی، عنکبوت آرابلا به داخل مخزن خاصی هدایت شد تا فعالیت خود را آغاز کند. در ابتدا، آرابلا به دلیل شرایط غیرمعمول فضا و ریزگرانش نتوانست تارهای منظمی ببافد و تارهایش ساده و ناقص بودند. اما پس از گذشت یک روز، آرابلا توانست خود را با شرایط جدید وفق دهد و تارهای کامل و منظم‌تری تنید. تیم پژوهشی برای مشاهده روند پیشرفت، مدت آزمایش را تمدید کرد و در میانه مأموریت، آنیتا را نیز وارد آزمایش کردند.

مدتی طول کشید تا هر دو عنکبوت به محیط عجیب و غیرمعمول فضا عادت کنند، اما آن‌ها خیلی زود یاد گرفتند همانند زمانی که روی زمین بودند، تار ببافند، هرچند تارهایشان در فضا ظریف‌تر و نازک‌تر بود.

تأثیر ریزگرانش بر سیستم عصبی

هدف اصلی پژوهشگران تنها بررسی رفتار عنکبوت‌ها نبود، بلکه آن‌ها می‌خواستند دریابند شرایط نزدیک به ریزگرانش در فضا چگونه بر سیستم عصبی مرکزی موجودات زنده، از جمله انسان‌ها، تأثیر می‌گذارد. ناسا توضیح می‌دهد که ساختار هندسی تار عنکبوت‌های گردباف، معیار مناسبی برای سنجش وضعیت سیستم عصبی مرکزی آن‌هاست. عنکبوت برای تعیین ضخامت تار خود، وزن خودش را احساس می‌کند و همچنین از باد و نیروی گرانش زمین برای شروع به بافت تار استفاده می‌کند. بنابراین، وقتی در ایستگاه فضایی اسکای‌لب که نیروی گرانش وجود ندارد قرار می‌گیرد، فقدان گرانش باعث می‌شود رفتار عنکبوت هنگام ساخت تار تغییر کند و واکنش متفاوتی نشان دهد.

متأسفانه، هیچ‌یک از دو عنکبوت زنده نماندند و آرابلا و آنیتا هر دو در ایستگاه فضایی احتمالاً در نتیجه کم‌آبی مردند.

پژوهش‌های معاصر

از دهه ۱۹۷۰ تاکنون، در چندین آزمایش دیگر نیز عنکبوت‌ها به مدار پایینی زمین فرستاده شده‌اند تا به درک بهتر چگونگی سازگاری حیات با شرایط فضا کمک کنند. در سال‌های اخیر، دانشمندان دانشگاه بازل رفتار عنکبوت‌های گونه Trichonephila clavipes (طلایی بافنده) را در ایستگاه فضایی بین‌المللی مطالعه کرده و توجه ویژه‌ای به تقارن تارهای تنیده‌شده توسط آن‌ها داشته‌اند.

روی زمین، عنکبوت‌ها تارهای خود را طوری می‌بافند که مرکز تار کمی به سمت بالا متمایل باشد، نه دقیقاً وسط. این کار به آن‌ها کمک می‌کند وقتی حشره‌ای به قسمت پایین‌تر تار برخورد کرد، بتوانند به سرعت و با کمک نیروی گرانش به سمت پایین حرکت کرده و طعمه را بگیرند. جالب اینکه تارهایی که در شرایط نزدیک به بی‌گرانشی در ایستگاه فضایی بین‌المللی بافته شدند، نسبت به تارهای روی زمین متقارن‌تر بودند و مرکز تار بیشتر به وسط نزدیک بود. این امر نشان می‌دهد حتی بدون تجربه قبلی در فضا، عنکبوت‌ها خیلی سریع رفتارشان را تغییر دادند و خود را با شرایط جدید وفق دادند.