پیشنهادی که سرانجام نخستین عنکبوتها را به مدار زمین فرستاد، با خواندن مقالهای در مجله نشنال جئوگرافیک آغاز شد. خواننده آن مقاله، دانشآموز دبیرستانی ۱۷ سالهای از شهر لکسینگتون در ایالت ماساچوست به نام جودیت مایلز بود. این مقاله که حدود سال ۱۹۷۱ منتشر شده بود، توضیح میداد عنکبوتهای تارگرد چگونه تارهای خود را میبافند؛ یعنی مجموعه مشخصی از مراحل رفتاری که به یک جانور کوچک با دستگاه عصبی کوچکتر از یک دانه برنج اجازه میدهد ساختاری هندسی و منظم، صدها برابر بزرگتر از بدن خودش، ایجاد کند.
آنچه توجه مایلز را جلب کرد، این مشاهده بود که عنکبوت در فرایند ساخت تار، وزن بدن خود را حس میکند و از آن برای تعیین ضخامت مورد نیاز هر رشته ابریشم استفاده میکند. همچنین عنکبوت برای تشخیص جهت کشیدن رشتههای اولیه و نقاط اتصال تار، علاوه بر باد، از نیروی گرانش نیز کمک میگیرد.
این موضوع، بر اساس استدلال خود مایلز، به این معنا بود که یک عنکبوت در مدار زمین هیچیک از نشانههای فیزیکی مورد نیاز برای رفتار معمول تاربافی خود را در اختیار نخواهد داشت. بنابراین، پرسیدن این سؤال ارزشمند بود: آیا یک عنکبوت همچنان میتواند در شرایط بیوزنی تار ببافد؟ و اگر میتواند، تار آن چه شکلی خواهد داشت؟
چگونه پرسش یک نوجوان سر از اسکایلب درآورد؟
ناسا در آن زمان برنامهای غیرمعمول برای ایستگاه فضایی اسکایلب داشت. بر اساس منابع رسمی ناسا درباره آزمایش «تار جودیت»، که بر اسناد اصلی مأموریت تکیه دارند و در آرشیو عمومی تصاویر و مقالات ناسا منتشر شدهاند، این سازمان از دانشآموزان دبیرستانی سراسر ایالات متحده دعوت کرده بود تا آزمایشهایی را برای ارسال به ایستگاه فضایی پیشنهاد دهند.
بیش از ۳۴۰۰ پیشنهاد از دانشآموزان سراسر آمریکا دریافت شد. از میان آنها، تنها ۲۵ طرح برای انجام واقعی در فضا انتخاب شدند. آزمایش عنکبوت جودیت مایلز، با نام فنی ED52 و عنوان رسمی «تشکیل تار در شرایط بیوزنی»، یکی از همان ۲۵ طرحی بود که به مرحله اجرا رسید.
مایلز منطق علمی آزمایش خود را با دقت طراحی کرده بود. او در پیشنهادش توضیح داده بود که ساختار هندسی تار یک عنکبوت تارگرد، بازتاب مستقیمی از وضعیت دستگاه عصبی مرکزی آن است. داروها، استرس، دما و عوامل فیزیولوژیکی دیگر، همگی میتوانند نظم و ساختار تار عنکبوت را به شکل قابل اندازهگیری تغییر دهند. به همین دلیل، از دهه ۱۹۴۰ رفتار عنکبوتها بهعنوان شاخصی کلی برای بررسی وضعیت عصبی مورد استفاده قرار گرفته بود.
بنابراین، مشاهده واکنش رفتار تاربافی یک عنکبوت به بیوزنی میتوانست اطلاعاتی نهتنها درباره خود عنکبوتها، بلکه درباره نحوه سازگاری یک دستگاه عصبی کوچک با محیطی کاملاً ناآشنا از نظر فیزیکی در اختیار پژوهشگران قرار دهد.
ناسا با این پیشنهاد موافقت کرد. دو عنکبوت باغی اروپایی ماده از گونه Araneus diadematus برای این مأموریت انتخاب شدند. این عنکبوتها به دلیل علامت صلیبمانند روی شکمشان گاهی «عنکبوت صلیبی» نیز نامیده میشوند. نام آنها آرابلا و آنیتا بود.
پیش از پرتاب، به هر یک از آنها یک مگس خانگی داده شد. سپس هر عنکبوت را درون یک ویال کوچک همراه با یک اسفنج اشباعشده از آب و یک مگس خانگی دیگر برای طول سفر قرار دادند. آنها درون ماژول فرماندهی آپولو قرار گرفتند؛ همان فضاپیمایی که دومین خدمه اسکایلب، شامل آلن بین، جک لوسما و اوون گاریوت را حمل میکرد.
عنکبوتها واقعاً در مدار چه کردند؟
اسکایلب ۳ در ۲۸ ژوئیه ۱۹۷۳ پرتاب شد و ۵۹ روز در مدار باقی ماند. آزمایش عنکبوتها حدود یک هفته پس از آغاز مأموریت شروع شد.
در ۵ اوت ۱۹۷۳، اوون گاریوت، خلبان دانشمند مأموریت، ویال آرابلا را در کنار محفظهای که بهطور ویژه برای زندگی عنکبوت طراحی شده بود قرار داد و منتظر ماند تا او از ویال خارج شده و وارد قفس شود.
اما آرابلا حاضر نشد خارج شود.
پس از چند ساعت انتظار، گاریوت بهآرامی ویال را تکان داد تا عنکبوت از آن خارج شود.
اتفاقی که پس از ورود آرابلا به قفس رخ داد، یکی از جذابترین بخشهای ثبتشده در آرشیو مأموریت اسکایلب است. آرابلا در تصاویر ضبطشده، در فضای داخلی قفس به این سو و آن سو حرکت میکرد؛ حرکتی که ناظران آن را شبیه «شنا کردن نامنظم» توصیف کردند. او پاهایش را تکان میداد و تلاش میکرد در محیطی جای پایی پیدا کند؛ گویی هوا دیگر مانند چیزی که همیشه میشناخت رفتار نمیکرد.
سرانجام، او توانست خود را به شبکهای که یکی از دیوارههای قفس را پوشانده بود متصل کند. سپس تلاش کرد تار خود را ببافد.
اولین تاری که ساخت، حتی با خوشبینانهترین قضاوت هم بسیار نامنظم بود. تار نامتقارن بود، بخشهایی از رشتهها در آن وجود نداشت و ساختار کلی آن بیشتر شبیه یک تور ابتدایی بود تا تارهای دایرهای و منظم عنکبوتهای تارگرد.
اما نکته مهم، بر اساس تحلیل دانشمندان مأموریت، این بود که آرابلا واقعاً موفق شده بود یک تار بسازد.
او در محیطی قرار داشت که دو نشانه فیزیکی اصلی مورد استفادهاش برای تاربافی را از دست داده بود، اما همچنان توانسته بود مقدار کافی ابریشم را در نقاط مناسب قرار دهد و یک تار کاربردی بسازد.
روز دوم، آرابلا دوباره تلاش کرد.
این بار تار او بهطور قابلتوجهی بهتر بود.
در روز سوم، او تارهایی میبافت که در تصاویر ثبتشده، بسیار شبیه تارهایی بودند که عنکبوت کنترل آزمایش روی زمین، در قفسی مشابه و تحت شرایط گرانش عادی، تولید میکرد.
در واقع، عنکبوت طی چند روز یاد گرفته بود چگونه در محیطی کاملاً ناآشنا از نظر فیزیکی تار ببافد.
نتایج اولیه بهقدری برای تیم آزمایش جالب بود که مطالعه را ادامه دادند و در میانه مأموریت، عنکبوت دوم یعنی آنیتا را وارد آزمایش کردند.
آنیتا نیز دوره سازگاری مشابهی را پشت سر گذاشت، مجموعهای از تارهای ابتدایی و سپس بهتدریج بهتر تولید کرد و سرانجام به روالی رسید که از بیرون تقریباً شبیه زندگی عادی یک عنکبوت در یک قفس معمولی به نظر میرسید.
تارهایی که این دو عنکبوت در مدار بافتند، در بررسیهای آزمایشگاهی بعدی تفاوتهایی با تارهای بافتهشده روی زمین داشتند. ابریشم آنها بهطور قابل اندازهگیری نازکتر بود.
با این حال، الگوی کلی تارها، بر اساس گزارش نهایی مأموریت، تا حد زیادی برای این گونه طبیعی بود.
سرنوشت عنکبوتها و آزمایش چه شد؟
هیچیک از آرابلا و آنیتا بهطور کامل و سالم به خانه بازنگشتند.
بر اساس اسناد اصلی ناسا از سال ۱۹۷۳ که در مجموعه آرشیو ملی ایالات متحده نگهداری و دیجیتالی شدهاند، آنیتا در هفته پایانی مأموریت جان خود را از دست داد. علت دقیق مرگ او در آن زمان مشخص نشد، اما کمآبی و محدودیت منابع غذایی در ویال کوچک او از عوامل احتمالی بودند.
آرابلا بازگشت به زمین را زنده پشت سر گذاشت، اما مدت کوتاهی پس از فرود جان خود را از دست داد.
بدن هر دو عنکبوت توسط دانشمندان ناسا حفظ شد و سرانجام در سال ۱۹۷۴ همراه با تجهیزات مأموریت به مؤسسه اسمیتسونیان منتقل شد. آنیتا اکنون در بخش علوم فضایی مرکز استیون اف. اودوار-هیزی در شهر چنتیلی، ویرجینیا به نمایش گذاشته شده است.
آزمایش اسکایلب در کتاب رکوردهای گینس بهعنوان نخستین تارهای عنکبوتی بافتهشده در فضا ثبت شده است.
تصاویر ضبطشده از روند سازگاری آرابلا طی سه روز نخست حضورش در مدار، در طول پنج دهه گذشته در کلاسهای آموزش رفتار جانوران مورد استفاده قرار گرفتهاند. این آزمایش همچنان یکی از نمونههای اولیه در تاریخ زیستشناسی تجربی محسوب میشود که در آن یک بیمهره کوچک، در طول تنها چند روز، رفتاری از خود نشان داد که بهوضوح میتوان آن را نوعی یادگیری دانست.
جودیت مایلز مدت کوتاهی پس از پایان مأموریت از دبیرستان فارغالتحصیل شد، سپس در دانشگاه به مطالعه زیستشناسی پرداخت و در ادامه زندگی حرفهای خود بهعنوان دانشمند در حوزه پژوهشهای ژنتیک انسانی فعالیت کرد.
آزمایشی که او در ۱۷ سالگی و پس از خواندن مقالهای در یک مجله طراحی کرده بود، در نهایت به یکی از پرارجاعترین و بازتولیدشدهترین مستندات در تاریخ پژوهشهای مربوط به رفتار عنکبوتها تبدیل شد.
تارهایی که پنجاه سال پیش توسط دو عنکبوت کوچک متولد ماساچوست درون قفسی ویژه در نخستین ایستگاه فضایی آمریکا بافته شدند، همچنان نخستین شواهد فیزیکی باقیمانده از این واقعیت هستند که یک دستگاه عصبی معمولی، تکاملیافته روی زمین، اگر تنها چند روز فرصت داشته باشد و کمک خاصی نیز دریافت نکند، میتواند راهحلی برای ساخت یک سازه آشنا در محیطی پیدا کند که هیچیک از اجدادش هرگز با آن روبهرو نشدهاند.
و این، پاسخ بدی برای سؤالی نیست که یک دانشآموز دبیرستانی پس از خواندن مقالهای در یک مجله مطرح کرد.
و اگر او آن روز ننشسته بود تا پیشنهاد آزمایش خود را بنویسد، شاید هیچگاه چنین اتفاقی رخ نمیداد.
