Pavoučice Anita a Arabella pletly sítě ve stavu beztíže

Galerie fotek: Pavoučice Anita a Arabella pletly sítě ve stavu beztíže

1 / 3

Holka z Lexingtonu, která četla National Geographic

Judith Milesová chodila na střední školu v Lexingtonu ve státě Massachusetts. Na začátku sedmdesátých let si v časopise National Geographic přečetla článek o pavoucích a napadla ji jednoduchá otázka: dokáže pavouk utkat síť, když nic neváží?

NASA tehdy vyhlásila soutěž, v níž mohli studenti navrhovat pokusy pro chystanou orbitální stanici Skylab. Přišlo přes 3 400 nápadů. Vybráno bylo 25 a Judithin pokus s názvem „Tvorba sítě v nulové gravitaci“ mezi nimi byl. Jako poradce jí agentura přidělila Raymonda Gause z Marshallova centra kosmických letů.

Nebyla to žádná roztomilá kuriozita. Pavoučí síť je totiž mimořádně citlivé měřítko toho, jak funguje nervová soustava. Farmakolog Peter Witt, který pak výsledky z oběžné dráhy vyhodnocoval, se proslavil tím, že dával pavoukům různé látky a sledoval, jak se jim mění geometrie sítí. Pavouk při stavbě používá vlastní váhu jako olovnici a gravitace mu říká, kde je nahoře a kde dole. Co se stane, když tuhle informaci úplně ztratí? Pro NASA, která se chystala poslat lidi na dlouhé pobyty ve vesmíru, to nebyla zanedbatelná otázka.

Dvě křižačky v lahvičkách

Skylab 3 odstartoval 28. července 1973 z mysu Canaveral. Na palubě byli astronauti Alan Bean, Jack Lousma a Owen Garriott. A v plastových lahvičkách dvě samice křižáka obecného (Araneus diadematus): Arabella a Anita.

Pro pavouky postavili inženýři speciální klec velkou zhruba 38 krát 38 centimetrů se skleněnou přední stěnou, osvětlením a kamerou. Plán byl jednoduchý: vypustit pavouka, natáčet a fotit.

Jenže pavouci plány nečtou. Arabella z lahvičky odmítala vylézt, a když ji Garriott nakonec vytřásl, předváděla podle záznamů „nepravidelné plavací pohyby“. První síť, kterou upředla, byla řídká, nedodělaná a nesouměrná. Vypadalo to, že beztíže je na pavoučí mozek prostě moc.

Pak se ale stalo něco, co nikdo nečekal. Arabella se učila. Velitel Alan Bean si 7. srpna zapsal do deníku: „Arabella dokončila svou síť perfektně.“ O den později přidal: „Arabella v noci snědla svou síť a upředla další perfektní.“ (Pavouci starou síť běžně sežerou, aby recyklovali drahocenné bílkoviny z vlákna.)

Záběry pavoučice tkající v kosmu se dostaly i do večerních zpráv CBS s Walterem Cronkitem a agentura Reuters ji označila za „hvězdu Skylabu“.

Biftek pro pavouka

Teď ta nejhezčí část příběhu. Původní plán s krmením ani pitím na delší dobu vlastně nepočítal. Pavouci měli s sebou jen po mouše a trochu vody, což na téměř dvouměsíční misi nemohlo stačit. Posádka si ale své osminohé kolegyně oblíbila. Washington Post tehdy napsal, že si Arabella „získala náklonnost posádky“, a Garriott se ptal, co by se dalo udělat, aby jejich vztah trval déle.

A tak astronauti protokol trochu rozšířili. Pavoučicím dávali vodu a podle několika zdrojů i kousky syrového filet mignon z vlastních zásob. Když 13. srpna Arabelle odstranili první síť, novou zpočátku nestavěla. Pustila se do práce až poté, co dostala víc vody. A druhá síť byla propracovanější než ta první.

Anita se ke slovu dostala později, když Arabella koncem srpna putovala zpět do lahvičky. I ona se po počátečním tápání naučila plést.

Co ukázaly sítě z oběžné dráhy

Výsledky byly zároveň uklidňující i záhadné. Sítě ve vesmíru vypadaly v zásadě jako pozemské, jen vlákno bylo jemnější a mělo na různých místech různou tloušťku. Na Zemi bývá vlákno stejnoměrné. Jedno z vysvětlení zní, že pavouk tloušťku vlákna „dávkuje“ podle své vlastní váhy. Když váhu necítí, ztrácí vodítko.

Odborné vyhodnocení, které Witt se čtyřmi kolegy publikoval v roce 1976 v časopise Journal of Arachnology, bylo střízlivější než novinové titulky. Kamera zachytila jen pět sítí. Jedna byla pravidelná, ostatní malé, s nepravidelnými rozestupy, nebo vysloveně chaotické. Navíc se nedalo říct, jestli za nepravidelnostmi stojí beztíže, nebo prostě hlad a žízeň.

Příběh nemá šťastný konec. Anita uhynula v posledním týdnu mise, Arabella se živá na Zemi nevrátila. Nejčastěji se jako příčina uvádí dehydratace. Obě těla dnes leží v lahvičkách s formalínem ve sbírkách Smithsonova Národního muzea letectví a kosmonautiky. Anitu si můžete prohlédnout v Udvar-Hazyho centru u Washingtonu.

Wako a Cadbury: pavouci na palubě Columbie

Na další pořádný pokus si pavouci počkali třicet let. V lednu 2003 vzlétl raketoplán Columbia s osmi australskými křižáky na palubě. Pokus navrhla třída 26 deváťáků z Glen Waverley Secondary College u Melbourne ve spolupráci s univerzitou RMIT a melbournskou zoo.

Studenti vymysleli i důmyslné krmení: larvy octomilek zalité v agarovém gelu. Vedoucí pavoučice na oběžné dráze dostala jméno Wako, její pozemská dvojnice Cadbury. Wako upředla síť zhruba za polovinu času, který potřebovala Cadbury, a po síti se pohybovala obratněji. Záložní pavouky vypouštěl a vzorky sítí odebíral Ilan Ramon, první izraelský astronaut, který si se studenty vytvořil blízký vztah.

Pak přišel 1. únor 2003. Columbia se při návratu rozpadla nad Texasem, zahynulo všech sedm členů posádky a s nimi zmizela i velká část dat včetně snímků sítí ve vysokém rozlišení. Student Greg Carstairs později řekl, že právě ztráta posádky tým hnala výsledky dotáhnout a publikovat.

Pavouk na útěku a octomilky všude

V roce 2008 se pavouci vydali na Mezinárodní vesmírnou stanici v rámci vzdělávacího projektu pro americké školy. Šlo to tak trochu jako v grotesce. Záložní pavouk utekl ze své komory a vlezl k tomu hlavnímu, takže si navzájem pletli sítě do cesty. Octomilky, které měly sloužit jako potrava, se množily rychleji, než kdokoli čekal, a jejich larvy a kukly po zhruba měsíci zakryly okénko pro kameru. Pavouci za ním zmizeli.

Druhý pokus a náhoda s lampami

Až v roce 2011 se to povedlo pořádně. Raketoplán Endeavour 16. května vynesl k ISS dva mladé pavouky druhu Trichonephila clavipes, velkého tropického pavouka se zlatavým vláknem. Další dva zůstali na Zemi v naprosto stejných boxech. Jediný rozdíl byla gravitace.

Hned na začátku přišlo překvapení. Tým počítal se čtyřmi samicemi, ale dva z mladých pavouků se ukázali jako samci. Jeden z nich letěl do vesmíru. Tři kamery v každém boxu fotily každých pět minut po dobu dvou měsíců. Výzkumníci pak prošli zhruba 14 500 snímků a změřili 100 sítí.

Analýzu vedl Samuel Zschokke z Univerzity v Basileji s Paulou Cushingovou z Denverského muzea přírody a vědy a Stefanií Countrymanovou z BioServe Space Technologies na Coloradské univerzitě. Výsledky vyšly v roce 2020 v časopise The Science of Nature.

Pro pochopení je potřeba vědět jednu věc. Na Zemi jsou kruhové sítě nesouměrné. Střed, kde pavouk čeká, je posunutý k hornímu okraji a pavouk sedí hlavou dolů. Dává to smysl: dolů po síti běží rychleji, takže kořist ve větší spodní části dostihne dřív.

Ve vesmíru byly sítě mnohem souměrnější a střed se posunul blíž doprostřed. Pavouci také přestali spolehlivě sedět hlavou dolů. Jenže jen někdy. Když sítě vznikaly při rozsvícených lampách, byly stejně nesouměrné jako na Zemi a pavouci se otáčeli hlavou od světla.

Tady pomohla čistá náhoda. Lampy byly v boxu namontované nahoře, a pavouci tak světlo zřejmě brali jako náhradní „nahoru“. Kdyby svítila světla ze strany, nikdo by si ničeho nevšiml. „Nečekali bychom, že při orientaci pavouků ve vesmíru bude hrát roli světlo,“ řekl Zschokke. Dosud se totiž předpokládalo, že světlo pro pavoučí orientaci nic neznamená, protože pavouci staví sítě i za tmy. „Je překvapivé, že pavouci mají takový záložní systém orientace,“ dodal.

Proč by ho vůbec potřebovali? Vědci mají hypotézu: orgán, kterým pavouk vnímá polohu těla, se může během stavby sítě plést, protože předek i zadek těla jsou neustále v pohybu. Světlo tak může pomáhat i na Zemi, jen si toho za normálních okolností nevšimneme.

Pavouci z roku 2011 navíc vytvořili rekordy. Samec přežil 65 dní v beztíži a na Zemi se vrátil živý. Samice se ve vesmíru třikrát svlékla a upředla 34 sítí, než v polovině července uhynula. Zschokke ale upozorňuje, že beztíže stavbu sítí do určité míry narušila: vesmírné sítě byly méně pravidelné než pozemské. Pavouci si poradí, ale nic jim to neulehčuje.

Co nám to říká

Z otázky jedné středoškolačky se během půlstoletí vyklubala docela solidní věda. Víme, že pavoučí mozek se dokáže přizpůsobit prostředí, které evoluce nikdy nepředvídala. Víme, že gravitace je pro pavouka hlavní kompas, ale ne jediný. A víme, že i v roce 2011 mohlo o objevu rozhodnout to, na kterou stranu boxu někdo přišrouboval lampu.

Až budete letos na podzim procházet zahradou a uvidíte v ranní rose křižáka uprostřed jeho kola, zkuste si ho představit, jak se vznáší v hliníkové plechovce 400 kilometrů nad zemí. Jeho příbuzná to v roce 1973 zvládla. Napoprvé jí to nešlo. Napodruhé už ano.