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兴大首发昆虫力学 不结网蜘蛛靠托丝

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【大纪元2013年08月15日讯】(大纪元记者黄玉燕台湾台中报导)在住家墙上、枝叶上,常见俗称“蝇虎”的跳蛛身影,它们不会结网,而是藉视力与跳跃能力猎捕昆虫。兴大物理学系助理教授纪凯容日前透过分析,发现它们可单凭调控曳丝,在空中快速旋转身体、维持平衡、顺利降落,并即刻展开下一步行动,此项研究也首度提出自然界有关平衡的第三种可能性,受学界高度关注。

跳蛛科全世界约有5千种,一跃的距离可达身长数十倍,但它们并不结网捕虫,而是躲在暗处埋伏,当见到苍蝇等昆虫,才展开跳跃猎捕行动。跳蛛会将丝的另一端黏在地上,当不慎摔落时,作为缓冲。而蜘蛛丝在跳跃中所扮演的力学角色,过去并未受到关注。

研究团队利用高速摄影机,以每秒1千张照片的速度拍摄台湾常见的跳蛛完整的跳跃及降落行为。没有丝的跳蛛,因无法在空中调整姿势,有时需要花5倍以上的时间,才能够站稳。团队也从力与能量的角度,探讨曳丝如何帮助稳定跳跃,以及快速运动时,丝的作用与调控机制。纪凯容说,简言之,这个研究整合了蜘蛛的运动力学以及蜘蛛丝的材料力学。

此外,在空中维持平衡是跳跃性动物的一大挑战,过去学者归纳两种平衡机制:大型脊椎动物靠摆动四肢或尾巴来维持平衡,昆虫则是藉振动翅膀调整姿态。而这个研究却提出自然界的第三种可能。

纪凯容这项研究成果8月7日获得英国皇家学会刊载于跨领域学术期刊《界面》在网路刊登发表。权威科学期刊《自然》(Nature)8月15日出刊的“焦点报导”中,也报导此项研究。

(责任编辑:罗令尹)

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