Биологи заставили паука-скакунчика выполнять различные команды, чтобы разобраться в том, как эти членистоногие прыгают. Работа стала самым подробным исследованием биомеханики прыжков и включала трехмерную компьютерную томографию, использование высокоскоростных камер, а также анализ движений и поведения паука.
Абсолютное большинство пауков — хищники, многие из которых не плетут ловчие сети из паутины, а используют тактику внезапных прыжков на жертву. Строение ног членистоногих может быть весьма сложным, а важные анатомические особенности могут быть микроскопического размера, поэтому движение таких животных нужно изучать очень подробно. Подобные знания не только интересны с точки зрения эволюции строения и поведения организмов, но и могут в будущем пригодиться при проектировании микроскопических роботов, создать которых сейчас еще не дают современные технологии.
«Целью нашей работы было изучить выдающиеся способности пауков-скакунчиков к прыжкам, — говорит ведущий автора работы Мустафа Набави из Манчестерского университета. — Скакунчики могут с места прыгать на расстояние до шести размеров своего тела, в то время как человек — только на полтора. Развиваемое ногами в момент отрыва усилие впятеро превышает вес тела. Было бы замечательно разобраться в биомеханике этого процесса и применить это знание в других областях исследования».
В экспериментах участвовала самка паука-скакунчика вида Phidippus regius по имени Ким. Ее обучили прыгать на разные препятствия и расстояния в лаборатории. Оказалось, что животное в зависимости от обстоятельств прыгает по-разному. В частности, если дистанция была небольшой, Ким предпочитала более быстрые прыжки по низкой траектории, на которые нужно затратить больше энергии, зато получается сэкономить время. Такой прыжок точнее и лучше подходит для того, чтобы атаковать жертву. Однако если надо прыгнуть далеко или запрыгнуть на возвышенность, то Ким прыгала наиболее энергоэффективным образом.
Также биологи интересовались, как конкретно работает механизм отталкивания ногами. Пауки и насекомые используют для этого разные способы, такие как запасание механической энергии в напоминающих пружины структурах, непосредственная сила мышц или давление внутренних жидкостей. Известно, что пауки используют гидравлическое давление для распрямления ног, но нужно ли оно непосредственно во время прыжков — неизвестно. В новой работе показывается, что Ким прибегает к подобному способу для движения ногами, но не нуждается в нем для прыжков, полагаясь на мышечную силу. Поэтому роль гидравлики в жизни пауков по-прежнему до конца не ясна.
https://indicator.ru/news/2018/05/08/kak-prygaet-pauk-skakunchik/ |
