Yurii Mongol
0 
1025
54
En liten men skicklig bygel som heter Kim är den första spindeln som någonsin utbildats av forskare för att hoppa på begäran.
Det var inte lätt att lära henne hoppa när och var de ville att hon skulle. Av de fyra spindlarna som forskarna försökte träna, skulle bara en - som de så småningom kallade Kim - tvingande hoppa mellan parallella plattformar och hoppa till högre eller lägre nivåer. Genom att studera Kim hoppades forskarna att bättre förstå hur hoppande spindlar finjusterade sina hopp, beroende på hoppets syfte, avståndet till deras mål och hoppens riktning - uppåt eller nedåt. [Läskigt, crawly & otroligt: foton av spindlar
Efter att ha observerat och mätt Kims prestanda beskrev forskarna sina resultat i den mest detaljerade studien av spindelhopp hittills, publicerad online 8 maj i tidskriften Nature: Scientific Reports.
Den regal hoppande spindeln (Phidippus regius), som mäter endast 12 tum (12 millimeter) lång, är en del av en grupp som är känd för att använda snabba, långa avstånd för att fånga snabbt rörande insektsbyte eller navigera i svår terräng och undvika hot. Och medan de flesta hoppande spindlar mäter mellan 0,1 och 0,4 tum (3 till 10 mm), kan de hoppa horisontellt upp till 160 tum från stillastående.
"Kraften på benen vid start kan vara upp till fem gånger vikten av spindeln. Det här är fantastiskt," sade huvudstudieförfattaren Mostafa Nabawy, forskare vid University of Manchester's School of Mechanical, Aerospace and Civil Engineering, sa i uttalandet.
"Om vi kan förstå dessa biomekaniker kan vi tillämpa dem på andra forskningsområden," sade Nabawy.
Kan också hoppa
Tidigare studier undersökte spindlarnas hopphastighet och kroppsposition, men mycket om deras hoppning var fortfarande okänd, till exempel hur de justerade sin hållning för att kompensera för olika förhållanden, mängden energi som driver deras hopp och hur mycket deras hopp förlitade sig på muskelkraften , snarare än hydrauliskt tryck som skickar blod rusar till benen, rapporterade studieförfattarna.
För att undersöka spindlarna byggde de en struktur med två rörliga plattformar som kunde fixeras på olika nivåer och avstånd och försökte sedan träna fyra kvinnliga P. regius spindlar för att hoppa mellan plattformarna, genom att bära dem fram och tillbaka för att bekanta dem med apparaten.
De flesta av spindlarna visade inget intresse för experimentet. Kim hoppade dock vid möjligheten och blev forskarnas ensamma datakälla. Hon utförde i 15 hoppuppgifter, hoppade upp, ner och över plattformarna, medan forskarna filmade henne med höghastighetskameror. De registrerade hennes hastighet, landningspositioner, ben- och kroppsvinklar och hopplängderna och beräknade sedan hur mycket energi Kim använde på varje språng.
De skannade och modellerade också Kim i 3D för att bättre visualisera strukturer och rörelser i hennes ben och kropp.
Forskarna fann att Kim implementerade olika strategier beroende på var hon var tvungen att hoppa. Hon justerade benens läge beroende på målens avstånd, och hon använde lägre vinklade hopp för att resa kortare avstånd, och brantare hopp längre avstånd.
De horisontella hopp med kort räckvidd tenderade att vara lägre och snabbare, vilket krävde Kim att spendera mer energi men minimera tiden hon var i luften - och sannolikt öka hennes chanser att fånga rov. Som jämförelse krävde horisontella humle eller hopp på lång avstånd till en högre eller lägre plattform att hon skulle använda mindre energi, enligt studien.
Spindlarnas benrörelser är kända för att använda både muskler och hydrauliskt tryck - mekanismer i deras kroppar skickar blod snabbt till benen när de sträcker ut benen. Men forskarna noterade att det fanns tillräckligt med kraft som genererats av Kims benmuskler ensam för att driva hennes hopp, utan att kräva att hon förlitade sig på hydrauliskt tryck för att driva snabba startar.
Emellertid skulle ytterligare forskning behövas för att bekräfta om spindlarna i själva verket bara skjuter ut med muskelkraft, rapporterade forskarna.
Originalartikel om .