Vlad Krasen
0 
3431
428
Mały, ale sprawny skoczek o imieniu Kim jest pierwszym pająkiem, jaki kiedykolwiek wyszkolili naukowcy, by skakać na żądanie.
Nauczenie jej skakania, kiedy i gdzie chcieli, nie było łatwe. Z czterech pająków, które badacze próbowali wytresować, tylko jeden - któremu ostatecznie nadali przydomek Kim - usłużnie przeskakiwał między równoległymi platformami i skakał na wyższe lub niższe poziomy. Badając Kima, naukowcy mieli nadzieję, że lepiej zrozumieją, w jaki sposób skaczące pająki precyzyjnie dostrajają swoje skoki, w zależności od celu skoku, odległości celu i kierunku skoku - w górę lub w dół. [Creepy, Crawly & Incredible: Zdjęcia pająków
Po obserwacji i pomiarze wydajności Kima naukowcy opisali swoje odkrycia w najbardziej szczegółowym badaniu skoków pająków, opublikowanym 8 maja w czasopiśmie Nature: Scientific Reports..
Królewski pająk skaczący (Phidippus regius), który mierzy zaledwie 12 milimetrów długości, należy do grupy, która jest dobrze znana z wykonywania szybkich skoków na duże odległości, aby złapać szybko poruszającą się zdobycz owadów lub poruszać się po trudnym terenie i unikać zagrożeń. I chociaż większość skaczących pająków mierzy od 0,1 do 0,4 cala (3 do 10 mm), są one w stanie skakać w poziomie do 6 cali (160 mm) od postoju.
„Siła działająca na nogi podczas startu może być nawet pięciokrotnie większa niż ciężar pająka. To niesamowite” - powiedział główny autor badań Mostafa Nabawy, badacz z Wydziału Mechanicznego, Lotniczego i Inżynierii Lądowej Uniwersytetu w Manchesterze. w oświadczeniu.
„Jeśli potrafimy zrozumieć te biomechaniki, możemy zastosować je w innych obszarach badań” - powiedział Nabawy.
Równie dobrze może skoczyć
Wcześniejsze badania dotyczyły szybkości skoku i pozycji ciała pająków, ale wiele z ich skoków było wciąż nieznanych, na przykład jak dostosowywały swoją postawę, aby zrekompensować różne warunki, ilość energii, która napędzała ich skoki i jak bardzo ich skoki zależały od siły mięśni , a nie ciśnienie hydrauliczne, które powoduje, że krew napływa do ich nóg, podali autorzy badania.
Aby zbadać pająki, zbudowali konstrukcję z dwiema ruchomymi platformami, które można było zamocować na różnych poziomach i w różnych odległościach, a następnie próbowali wyszkolić cztery samice P. regius pająki do przeskakiwania między platformami, przenosząc je tam iz powrotem, aby zapoznać je z aparatem.
Większość pająków nie wykazywała zainteresowania eksperymentem. Kim jednak skorzystał z okazji, stając się jedynym źródłem danych naukowców. Wykonała 15 skoków, skacząc w górę, w dół i po platformach, podczas gdy naukowcy filmowali ją za pomocą szybkich kamer. Zapisali jej prędkość, pozycje do lądowania, kąty nóg i ciała oraz długości skoków, a następnie obliczyli, ile energii wydał Kim na każdy skok..
Zeskanowali również i modelowali Kim w 3D, aby lepiej wizualizować struktury i ruchy jej nóg i ciała.
Naukowcy odkryli, że Kim zastosowała różne strategie w zależności od tego, gdzie musiała skoczyć. Dostosowywała pozycję nóg w zależności od odległości celów i wykonywała skoki z niższego kąta, aby pokonywać krótsze odległości i bardziej strome skoki na dłuższych dystansach..
Skoki poziome krótkiego zasięgu były zwykle niższe i szybsze, co wymagało od Kim zużywania większej ilości energii, ale minimalizowało czas przebywania w powietrzu - i prawdopodobnie zwiększało jej szanse na złapanie ofiary. Dla porównania, skoki w poziomie na duże odległości lub skoki na wyższą lub niższą platformę wymagały od niej mniejszego zużycia energii, zgodnie z badaniem.
Wiadomo, że ruchy nóg pająków wykorzystują zarówno mięśnie, jak i ciśnienie hydrauliczne - mechanizmy w ich ciałach powodują szybki przepływ krwi do kończyn podczas ich prostowania. Ale naukowcy zauważyli, że było wystarczająco dużo siły generowanej przez same mięśnie nóg Kim, aby napędzać jej skoki, bez konieczności polegania na ciśnieniu hydraulicznym w celu napędzania szybkich startów.
Jednak dalsze badania byłyby konieczne, aby potwierdzić, czy pająki w rzeczywistości odpychają się wyłącznie siłą mięśni - poinformowali naukowcy..
Oryginalny artykuł na .