Wetenschap
Een spinnenzijde-geluidssysteem:webben passen bij de akoestische deeltjessnelheid voor geluidsdetectie over lange afstanden
In tegenstelling tot menselijke trommelvliezen en conventionele microfoons die geluidsdrukgolven detecteren, reageert spinnenzijde op veranderingen in de snelheid van luchtdeeltjes terwijl ze door een geluidsveld worden voortgestuwd. Deze methode voor het detecteren van de geluidssnelheid is nog grotendeels onderbelicht in vergelijking met drukdetectie, maar biedt grote mogelijkheden voor zeer gevoelige geluidsdetectie over lange afstanden.
Onderzoekers van de Binghamton University onderzochten hoe spinnen via webben naar hun omgeving luisteren. Ze ontdekten dat de vliezen overeenkomen met de akoestische deeltjessnelheid voor een breed scala aan geluidsfrequenties. Ronald Miles presenteerde hun werk op 16 mei tijdens een gezamenlijke bijeenkomst van de Acoustical Society of America en de Canadian Acoustical Association, die van 13 tot 17 mei werd gehouden in het Shaw Centre in het centrum van Ottawa, Ontario, Canada.
"De meeste insecten die geluid kunnen horen, gebruiken fijne haartjes of hun antennes, die niet reageren op geluidsdruk", zegt Miles, hoogleraar werktuigbouwkunde.
"In plaats daarvan reageren deze dunne structuren op de beweging van de lucht in een geluidsveld. Ik vroeg me af hoe ik een technisch apparaat kon maken dat ook zou kunnen reageren op door geluid aangedreven luchtstromen. We probeerden verschillende door de mens gemaakte vezels die erg dun waren , maar ze waren ook erg kwetsbaar en moeilijk om mee te werken. Toen liep Dr. Jian Zhou door het natuurreservaat op onze campus en zag een spinnenweb in de wind wapperen.'
P>Voordat het team een dergelijk apparaat bouwde, moest het bewijzen dat spinnenwebben echt reageerden op door geluid aangedreven luchtstromen. Om deze hypothese te testen, openden ze eenvoudigweg de ramen van hun laboratorium om de Larinioides sclopetarius, oftewel brugspinnen, te observeren die de vensterbanken hun thuis noemen. Ze speelden geluid van 1 Hz tot 50 kHz voor de spinnen en maten de beweging van de spinzijde met een laservibrometer.
Ze ontdekten dat de door geluid veroorzaakte snelheid van de zijde hetzelfde was als die van de deeltjes in de lucht eromheen, wat het mechanisme bevestigt dat deze spinnen gebruiken om hun prooi te detecteren.
"Omdat spinnenzijde natuurlijk door spinnen wordt gemaakt, is het niet praktisch om het op te nemen in de miljarden microfoons die elk jaar worden gemaakt", zegt Miles. "Het leert ons echter veel over welke mechanische eigenschappen wenselijk zijn in een microfoon en kan geheel nieuwe ontwerpen inspireren."