训练蜘蛛跳来跳去，科学家洞悉其捕食秘密学术资讯

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▲ 跳蛛在跳跃起始和结束时，驱干和腿部姿态的视觉对比。

通过训练一只跳蛛以不同高度和距离跳跃，英国曼彻斯特大学的研究人员首次洞悉了跳蛛捕捉猎物的秘密。该研究是迄今为止同领域中最为先进的，也是首次使用3D CT扫描和高速、高分辨率相机来对对跳蛛的运动情况进行记录、监测和分析的研究，旨在解答跳蛛进化出此类行为的原因，以及利用其跳跃原理设计敏捷的新型微机器人，相关结果刊载于《科学报告》中。

论文第一作者Mostafa Nabawy博士说：“目前，我们重点关注了跳蛛超凡的跳跃能力。跳蛛从站立点起跳的高度可达到其身体长度的6倍。人类能达到的最佳成绩是1.5倍身长。起跳时，跳蛛腿部发力值高达蜘蛛体重的5倍——这太令人震惊了，假如我们能理解其中的生物力学原理，我们或许能将它应用在其他领域的研究中。”

研究人员训练这只绰号为“Kim”的跳蛛在实验室条件下的人造平台上以不同高度和距离进行跳跃，然后利用超高速相机对Kim的跳跃情况进行记录，并使用高分辨率微CT扫描仪创建了Kim驱干和腿部的细致3D模型。结果表明，这类蜘蛛使用何种跳跃策略，由跳跃条件决定。例如，为了缩短距离，Kim会选择更快、更低的路线跳跃，这样虽然会消耗更多能量，但可以减少空中滑行时间——这可以使此次跳跃更精准，对捕猎更有效。相反，当Kim需要长距离跳跃或者跳向高架平台时，它就会选择另外合适的跳跃方式，以减少能量消耗。

昆虫和蜘蛛的跳跃方式多种多样：类弹簧机制，直接肌肉力量模式或利用内部流体压力。50多年来，科学家们一直认为蜘蛛利用内部液压伸展其腿部，但他们不确定的是，在跳跃时，蜘蛛是否积极利用内部液压增强或者取代肌肉力量。论文合著者Bill Crowther博士解释：“虽然Kim可以利用液压移动腿部，但它并不需要液压提供的额外动力来实现其卓越的跳跃行为。因此，液压运动对于蜘蛛的作用仍然是个悬而未决的问题。”

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编译：雷鑫宇审稿：西莫编辑：程建兰

来源：https://www.sciencedaily.com/releases/2018/05/180508081459.htm