Vodni pajek: kako podvodni zvon postane prostor za življenje

Srebrn videz je posledica zraka

Pod vodo se zadek lesketa srebrnkasto, ker ga obdaja zrak med drobnimi dlačicami. Barva zato ni posledica kovinskega pigmenta v koži. Na kopnem je videz drugačen, glavoprsje pa je rjavkasto. Oči so razporejene v dveh vrstah po štiri. Tako ostaja prepoznavna osnovna zgradba pajka, čeprav način življenja močno odstopa od križevca na travniški mreži.

Angleški vrstni opis navaja dolžino telesa samcev približno deset do petnajst milimetrov, samic pa osem do dvanajst milimetrov. Samci so v povprečju večji, kar je pri pajkih manj običajno kot večja samica. Imajo bolj dejaven način gibanja in lova. Razlika v velikosti je zato pomembna tudi za razumevanje potapljanja, ne samo za ločevanje spolov na fotografiji.

Pri plavanju je vodni pajek pogosto obrnjen s trebušno stranjo navzgor. Napreduje z veslajočimi gibi nog, med rastlinami pa si pomaga s svilo in njihovimi oporami. Čeprav skoraj vse življenje preživi potopljen, lahko hodi tudi na kopnem, denimo pri naseljevanju drugega vodnega prostora. Vodno življenje tako ne pomeni izgube vseh možnosti gibanja zunaj vode.

Viri: Sodelavci Wikipedije: Diving bell spider, revizija 1363354573 · Sodelavci Wikipedije: Wasserspinne, revizija 271155373

Med potopljenimi rastlinami v mirni vodi

Vodni pajek naseljuje sladke vode z razvito vodno vegetacijo: ribnike, jezera, jarke, močvirne vode in počasi tekoče potoke. Rastline so opora svileni zgradbi, prostor za premikanje in zavetje. Močan tok bi pomenil drugačne mehanske razmere kot mirna voda, v kateri pajek med bližnjimi stebli obdrži svoj zračni prostor.

Njegov areal sega čez velik del Evrope v osrednjo in severno Azijo. Za vsakdanji življenjski prostor pa je pomembnejša manjša merila: razporeditev potopljenih rastlin, kakovost vode in razpoložljiv kisik. Izgubljanje čistih stoječih voda lahko zato vpliva na njegove populacije. Zaradi skritega življenja med rastlinjem je lahko tudi spregledan; odsotnost opažanja z brega še ni zanesljiv dokaz, da ga v vodi ni.

Viri: Sodelavci Wikipedije: Diving bell spider, revizija 1363354573 · Sodelavci Wikipedije: Wasserspinne, revizija 271155373

Dlačice zadržujejo tanko zračno plast

Zadek obdaja gosta plast drobnih vodoodbojnih dlačic. Med njimi se zadrži zrak, imenovan plastron, ki omogoča stik knjižastih pljuč in trahej z zračnim okoljem tudi pod vodo. Elektronski posnetki v raziskavi Neumanna in Woermanna kažejo peresasto razvejane dlačice, nagnjene proti zadnjemu delu telesa. Njihova dejanska zgradba je bolj zapletena od preprostega narisanega obroča okoli zadka.

Voda od zunaj pritiska na mejo med vodo in zrakom. Stabilnost te meje je povezana z razmikom dlačic, površinsko napetostjo in lastnostmi njihove površine. Raziskovalca sta z modelom in mikroskopskimi posnetki pojasnila, zakaj je zračna plast stabilna pri opazovanih plitvih potopih. Model ni določil največje dovoljene globine; takšna meja ni neposredna posledica ene same razdalje med dlačicami.

Ko pajek obnavlja zrak, se približa gladini in obrne zadnji del telesa tako, da del dlačic prebije površino. Preostali zrak se poveže z ozračjem in zaloga se dopolni. Podvodna zračna plast zato ni enkratna zaloga za celo življenje. Njeno ohranjanje je povezano s posebnim načinom gibanja proti gladini in z vodoodbojnostjo telesnega pokrova.

Viri: Neumann in Kureck (2013): Composite structure of silken threads and a proteinaceous hydrogel · Neumann in Woermann (2013): Stability of the volume of air trapped on the abdomen

Mehurček za mehurčkom nastaja zračno bivališče

Med vodnimi rastlinami pajek najprej izdela približno vodoravno svileno površino. Nato se povzpne proti gladini, zajame zrak ob zadku in zadnjem paru nog ter ga prenese pod pajčevino. Ko nogi razpre, se mehurček sprosti navzgor. Svilena površina ga zadrži, zato jo zrak izboči v kupolasto obliko. Z več zaporednimi prenosi nastaja večji zvon.

Takšen zvon gradita oba spola, samičin pa je navadno večji in ima več nalog. Zrak ni zaprt v trdno steno kakor v steklenico. Spodnja stran ostaja dostopna pajku, zgoraj in ob straneh pa ga zadržuje sestavljena svilena zgradba. Pritrdilne niti in okoliško rastlinje preprečujejo, da bi celotno bivališče preprosto odplavalo proti gladini.

Pri opazovanju gradnje v poenostavljenih laboratorijskih razmerah sta Neumann in Kureck videla najprej posamezne močno napete pritrdilne niti. Pajki so mednje dodajali snope tanjših niti. Po nekaj urah je nastalo osnovno ogrodje vodoravne površine. Dokončevanje je vključevalo še material med nitmi, zato nov zvon ni zgolj preplet s prostimi luknjami med vsemi vlakni.

Viri: Sodelavci Wikipedije: Diving bell spider, revizija 1363354573 · Neumann in Kureck (2013): Composite structure of silken threads and a proteinaceous hydrogel · Sodelavci Wikipedije: Wasserspinne, revizija 271155373

Steno sestavljata svila in beljakovinski hidrogel

Natančnejši pregled je pokazal, da se med močnejšimi in tanjšimi nitmi nahaja hidrogel. To je z vodo bogat material, ki skupaj z nitmi ustvari sklenjeno površino. Posebno barvilo, ki se veže na beljakovine, je obarvalo tako niti kot gel. Ugotovitev podpira beljakovinsko naravo obeh sestavin, ne le običajne pajkove svile.

Na začetku gradnje so majhni poskusno dodani zračni mehurčki še prehajali skozi nedokončano površino. Pozneje jih je dokončana zgradba zadržala. Z dodajanjem zraka se je površina dvigala, nadaljnje predenje na notranji strani pa jo je utrjevalo. V teh opazovanjih je bil zvon po dveh nočeh dovolj velik, da je pajek v njem počival.

Mokra stena je bila pri svetlobni mikroskopiji videti gladka in želatinasta. Med sušenjem ali izpostavitvijo vakuumu se je gel deformiral in razpokal, zato elektronski posnetek suhega ostanka ne pokaže nujno podobe nepoškodovane mokre stene. Ta razlika pomaga razumeti, zakaj zvon na fotografijah materiala ni vedno videti kot sklenjen mehur, kakršen je pod vodo.

Stena zvona in telesne dlačice imata pri tem različne površinske lastnosti. Dlačice na zadku so vodoodbojne, sestavljena mokra stena pa je vodoljubna. Neumann in Kureck sta to razliko preverjala tudi z obliko majhnih mehurčkov ob steni. Obeh površin zato ni smiselno razlagati kot enako prevleko: ena ohranja zrak ob telesu, druga pomaga oblikovati večji podvodni prostor.

Viri: Neumann in Kureck (2013): Composite structure of silken threads and a proteinaceous hydrogel · Neumann in Woermann (2013): Stability of the volume of air trapped on the abdomen

Zvon je tudi fizikalna škrga

Pajek iz zraka v zvonu porablja kisik. Če je njegov parcialni tlak v notranjosti manjši kot v okoliški vodi, lahko raztopljeni kisik prehaja iz vode v zračni prostor. Takšen mehanizem imenujemo fizikalna škrga. Gre za izmenjavo plina prek meje med vodo in zrakom, ne za to, da bi pajek dobil ribje škrge ali neposredno vdihoval vodo.

Seymour in Hetz sta v poskusih leta 2011 z drobnimi kisikovimi tipali merila zvonove in presnovo pajkov. Pri približno petindvajsetih stopinjah v mirujoči vodi so ustrezno veliki zvonovi lahko pokrili potrebe mirujočih živali po kisiku. Potrebe aktivnega lovca in zelo slabo oksigenirana voda niso isto stanje kot mirovanje v teh razmerah.

Zrak se kljub dotoku kisika sčasoma izgublja, med drugim zaradi prehajanja dušika iz zvona. Zvon se zato krči in zahteva dopolnjevanje. Raziskava je pokazala tudi prilagajanje velikosti zvona razmeram. To pojasnjuje, zakaj je večji zračni prostor lahko koristen, vendar ne pomeni neomejenega dihanja pod vodo brez obiskov gladine.

Viri: Sodelavci Wikipedije: Diving bell spider, revizija 1363354573 · Seymour in Hetz (2011): The diving bell and the spider

Lov poteka v vodi, hranjenje pogosto v zvonu

Med plenom so vodne žuželke in njihovi razvojni stadiji ter manjši raki. Angleški vrstni opis omenja ličinke komarjev in vodne bolhe. Nemški profil dodaja vodne osličke ter postranice. Samica lahko čaka v zvonu in zazna žival, ki se dotakne okoliških signalnih niti; samec se pogosteje odpravi tudi na dejavno iskanje plena.

Ob dotiku signalne niti pajek plane proti žrtvi, jo zgrabi z nogami in ugrizne s kelicerami. Plen nato pogosto odnese v zračni prostor. Tam lahko uporablja prebavne sokove in zaužije utekočinjeno vsebino, ne da bi se ta razpršila v okoliško vodo. Zvon tako ni samo dihalna priprava, ampak tudi prostor za obdelavo hrane.

Pajek je hkrati plen drugih živali. Večje ribe in žabe ga lahko ogrožajo, gosto rastlinje pa ponuja zavetje. V primerjavi s površinsko plavajočimi ali kopenskimi pajki ima zato drugačen razpored nevarnosti. Njegovo mesto v vodni združbi vključuje lov na manjše nevretenčarje in možnost, da sam postane hrana večjim prebivalcem iste vode.

Viri: Sodelavci Wikipedije: Diving bell spider, revizija 1363354573 · Sodelavci Wikipedije: Wasserspinne, revizija 271155373

Samičin zvon postane tudi prostor za zarod

Parjenje poteka v samičinem zračnem bivališču. Njena skrb se nato usmeri v izdelavo in varovanje jajčnega kokona. Nemški vrstni profil opisuje razdelitev zarodnega zvona na zgornji del s kokonom ter spodnji del, kjer ostaja samica. Med njima nastane gostejša svilena pregrada. Mati se v tem obdobju redkeje oddaljuje od bivališča.

Po opisanem razvojnem poteku se mladi pajki izležejo približno tri do štiri tedne po izdelavi kokona in še nekaj tednov ostanejo v zarodnem prostoru. Pozneje rastejo z levitvami in izdelujejo lastna manjša bivališča. Vrstni opisi se razlikujejo v navajanju velikosti legel, zato je za razumevanje razvoja pomembnejša zaporednost: kokon, izleganje, začetno zadrževanje pri materi in samostojno življenje.

Samci niso le manjši obiskovalci samičinega sveta, kakor bi pričakovali po velikih samicah nekaterih križevcev. Pri vodnem pajku so večji in bolj gibljivi. Samec in samica zato različno razporejata čas med gibanjem, lovom, zrakom ter vzdrževanjem bivališča. Samica mora v večjem zvonu zagotoviti prostor tudi zarodu, kar povezuje razmnoževanje z njenim vsakodnevnim delom na zračnem zavetju.

Mladi vodni pajki po osamosvojitvi ne ostanejo ves čas v materinem zvonu. Sami izdelujejo bivališča in rastejo skozi več levitev. Spolno zrelost vrstni opis umešča v naslednje leto. V ujetništvu so opisani tudi osebki z življenjsko dobo približno dveh let; takšen podatek ni enak povprečni življenjski dobi v slovenskih naravnih vodah.

Viri: Sodelavci Wikipedije: Diving bell spider, revizija 1363354573 · Sodelavci Wikipedije: Wasserspinne, revizija 271155373

Domači zapisi in pomen vodnega rastlinja

Nacionalni seznam navaja vodnega pajka pod veljavnim vrstnim imenom Argyroneta aquatica. Med upoštevanimi deli so objave Gregorija, Kostanjška, Kuntnerja, Polenca in drugih raziskovalcev. Seznam združuje literaturo različnih obdobij ter preverja dvomljive in sinonimne navedbe. Za slovensko prisotnost je zato pomemben konkretni vrstni vpis s sledljivimi domačimi viri, ne samo velik zemljevid evropskega areala.

Njegovo podvodno življenje povezuje tri sestavine okolja: rastlinje nosi in skriva svileno zgradbo, voda prinaša plen in raztopljeni kisik, gladina pa omogoča obnovo zraka. Izginotje katere od teh povezav spremeni možnosti za bivanje. Posebnost vodnega pajka je prav v tem, da kopenski način dihanja ohrani v skoraj povsem vodnem življenju s pomočjo lastne telesne površine in gradnje.

Viri: Sodelavci Wikipedije: Diving bell spider, revizija 1363354573 · Kostanjšek in Kuntner (2015): Araneae Sloveniae · Neumann in Kureck (2013): Composite structure of silken threads and a proteinaceous hydrogel · Sodelavci Wikipedije: Wasserspinne, revizija 271155373