Cameron Merritt
0 
4166
21
En lille, men dygtig springer ved navn Kim er den første edderkop, der nogensinde er uddannet af videnskabsfolk til at springe efter behov.
Det var ikke let at lære hende at hoppe, hvornår og hvor de ville have hende. Af de fire edderkopper forsøgte forskerne at træne, ville kun en - som de til sidst kaldte Kim - tvingende hoppe mellem parallelle platforme og springe til højere eller lavere niveauer. Ved at studere Kim håbede forskerne på bedre at forstå, hvordan hoppespindere finjusterede deres spring, afhængigt af formålet med spranget, afstanden til deres mål og hoppets retning - opad eller nedad. [Uhyggelig, crawly og utroligt: Fotos af edderkopper
Efter at have observeret og målet Kims præstation, beskrev forskerne deres fund i den mest detaljerede undersøgelse af edderkoppspring til dato, der blev offentliggjort online 8. maj i tidsskriftet Nature: Scientific Reports.
Regal hoppespindlen (Phidippus regius), der måler kun 12 inches (12 millimeter), er en del af en gruppe, der er kendt for at bruge hurtige, lange afstande til at fange hurtigt bevægende insektbytte eller navigere i vanskeligt terræn og undgå trusler. Og mens de fleste hoppespindler måler mellem 3 og 10 mm (0,1 og 0,4 inch), er de i stand til at hoppe vandret op til 160 mm fra stillestående.
"Kraften på benene ved start kan være op til fem gange vægten af edderkoppen. Dette er fantastisk," sagde hovedundersøgelsesforfatter Mostafa Nabawy, en forsker ved University of Manchester's School of Mechanical, Aerospace and Civil Engineering, i erklæringen.
"Hvis vi kan forstå disse biomekanik, kan vi anvende dem til andre forskningsområder," sagde Nabawy.
Kan også springe
Tidligere undersøgelser undersøgte edderkoppernes hopphastighed og kropsposition, men meget om deres spring var stadig ukendt, såsom hvordan de justerede deres holdning for at kompensere for forskellige forhold, mængden af energi, der drev deres hoppe, og hvor meget deres hoppe afhængige af muskelkraft , snarere end hydraulisk tryk, der sender blod farende til deres ben, rapporterede undersøgelsesforfatterne.
For at undersøge edderkopperne byggede de en struktur med to bevægelige platforme, der kunne fastgøres i forskellige niveauer og afstande, og prøvede derefter at træne fire hunner P. regius edderkopper til at hoppe mellem platformene ved at bære dem frem og tilbage for at gøre dem bekendt med apparatet.
De fleste af edderkopperne viste ingen interesse for eksperimentet. Kim sprang imidlertid ved muligheden og blev forskernes ensomme datakilde. Hun udførte i 15 springopgaver, hoppede op, ned og på tværs af platforme, mens forskerne filmet hende med højhastighedskameraer. De registrerede hendes hastighed, landingspositioner, ben- og kropsvinkler og hopplængder og beregnet derefter hvor meget energi Kim brugte på hvert spring.
De scannede og modellerede også Kim i 3D for bedre at visualisere strukturer og bevægelser af hendes ben og krop.
Forskerne fandt, at Kim implementerede forskellige strategier afhængigt af hvor hun måtte hoppe. Hun justerede positionen på benene afhængigt af afstanden til målene, og hun brugte nedvinklede spring til at rejse kortere afstande og stejlere spring i længere afstande.
De korte afstand horisontale spring var tilbøjelige til at være lavere og hurtigere, hvilket krævede Kim at bruge mere energi, men minimere den tid, hun var i luften - og sandsynligvis øge hendes chancer for at fange bytte. Til sammenligning krævede horisontale humle eller spring til lang afstand til en højere eller lavere platform hende til at bruge mindre energi ifølge undersøgelsen.
Spiders 'benbevægelser er kendt for at anvende både muskler og hydraulisk tryk - mekanismer i deres krop sender blod hurtigt til deres lemmer, når de strækker benene ud. Men forskerne bemærkede, at der var tilstrækkelig kraft genereret af Kims benmuskler alene til at brænde hendes spring uden at kræve hende at stole på hydraulisk tryk for at fremskynde hurtige start.
Imidlertid ville yderligere forskning være nødvendig for at bekræfte, om edderkopperne faktisk skubber ud kun med muskuløs kraft, rapporterede forskerne.
Original artikel på .