โดย มินดี้ ไวส์เบอร์เกอร์ เผยแพร่เมื่อ 11 พฤษภาคม 2018
เมื่อนักบาคาร่าวิทยาศาสตร์พูดว่า “กระโดด!” แมงมุมตัวนี้พูดว่า “สูงแค่ไหน” (เครดิตภาพ: มอสตาฟานาบาวี่/ มหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์)จัมเปอร์ตัวเล็ก ๆ แต่มีความเชี่ยวชาญชื่อคิมเป็นแมงมุมตัวแรกที่ได้รับการฝึกฝนโดยนักวิทยาศาสตร์ที่กระโดดตามความต้องการ
การสอนให้เธอกระโดดเมื่อใดและที่ไหนที่พวกเขาต้องการให้เธอทําไม่ใช่เรื่องง่าย ในบรรดาแมงมุมทั้งสี่
ตัวที่นักวิจัยพยายามฝึกฝน มีเพียงตัวเดียว — ซึ่งในที่สุดพวกเขาก็ตั้งชื่อเล่นว่าคิม — จะต้องกระโดดข้ามระหว่างแพลตฟอร์มคู่ขนานและกระโดดขึ้นสู่ระดับที่สูงขึ้นหรือต่ําลง จากการศึกษาของคิมนักวิทยาศาสตร์หวังว่าจะเข้าใจได้ดีขึ้นว่าแมงมุมกระโดดปรับการกระโดดของพวกเขาอย่างไรขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของการกระโดดระยะทางของเป้าหมายและทิศทางของการกระโดด – ขึ้นหรือลง [น่าขนลุก, คลาน & เหลือเชื่อ: ภาพถ่ายของแมงมุม
หลังจากสังเกตและวัดประสิทธิภาพของคิมนักวิทยาศาสตร์ได้อธิบายการค้นพบของพวกเขาในการศึกษาการกระโดดแมงมุมอย่างละเอียดที่สุดจนถึงปัจจุบันซึ่งตีพิมพ์ทางออนไลน์เมื่อวันที่ 8 พฤษภาคมในวารสาร ธรรมชาติ: รายงานทางวิทยาศาสตร์ (เปิดในแท็บใหม่).
แมงมุมกระโดดอย่างสง่างาม (Phidippus regius) ซึ่งมีความยาวเพียง 0.5 นิ้ว (12 มม.) เป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มที่รู้จักกันดีในการใช้การกระโดดระยะไกลที่รวดเร็วและเพื่อจับเหยื่อแมลงที่เคลื่อนที่เร็วหรือนําทางภูมิประเทศที่ยุ่งยากและหลีกเลี่ยงภัยคุกคาม และในขณะที่แมงมุมกระโดดส่วนใหญ่วัดได้ระหว่าง 0.1 ถึง 0.4 นิ้ว (3 ถึง 10 มม.) พวกมันสามารถกระโดดในแนวนอนได้ถึง 6 นิ้ว (160 มม.) จากการหยุดนิ่ง
”แรงที่ขาเมื่อบินขึ้นอาจมีน้ําหนักมากถึงห้าเท่าของแมงมุม นี่เป็นเรื่องที่น่าอัศจรรย์มาก” Mostafa Nabawy ผู้เขียนการศึกษานํานักวิจัยจาก The University of Manchester’s School of Mechanical, Aerospace และวิศวกรรมโยธากล่าวในแถลงการณ์
”หากเราสามารถเข้าใจชีวกลศาสตร์เหล่านี้ได้ เราก็จะสามารถนําไปใช้กับงานวิจัยด้านอื่นๆ ได้” Nabawy
อาจกระโดดได้เช่นกันการศึกษาก่อนหน้านี้ตรวจสอบความเร็วในการกระโดดและตําแหน่งของร่างกายของแมงมุม แต่ยังไม่ทราบมากเกี่ยวกับการกระโดดของพวกเขาเช่นวิธีที่พวกเขาปรับท่าทางเพื่อชดเชยสภาพที่แตกต่างกันปริมาณพลังงานที่ขับเคลื่อนการกระโดดของพวกเขาและจํานวนการกระโดดของพวกเขาอาศัยแรงของกล้ามเนื้อมากกว่าความดันไฮดรอลิกที่ส่งเลือดพุ่งไปที่ขาของพวกเขา ผู้ประพันธ์การศึกษารายงาน
ในการตรวจสอบแมงมุมพวกเขาสร้างโครงสร้างที่มีแพลตฟอร์มที่เคลื่อนย้ายได้สองแท่นที่สามารถแก้ไขได้ในระดับและระยะทางที่แตกต่างกันจากนั้นพยายามฝึกแมงมุม P. regius ตัวเมียสี่ตัวให้กระโดดระหว่างชานชาลาโดยถือพวกมันไปมาเพื่อทําความคุ้นเคยกับอุปกรณ์
แต่ละเฟรมแสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงในมุมร่างกายของแมงมุมและการจัดเรียงขาที่จุดเริ่มต้น
และจุดสิ้นสุดของงานกระโดด (เครดิตภาพ: มอสตาฟานาบาวี่/ มหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์)
แมงมุมส่วนใหญ่ไม่สนใจการทดลอง อย่างไรก็ตาม คิมก็กระโดดขึ้นสู่โอกาสนี้ และกลายเป็นแหล่งข้อมูลเดียวของนักวิทยาศาสตร์ เธอแสดงใน 15 ภารกิจกระโดดกระโดดกระโดดขึ้นลงและข้ามแพลตฟอร์มในขณะที่นักวิจัยถ่ายทําเธอด้วยกล้องความเร็วสูง พวกเขาบันทึกความเร็วตําแหน่งการลงจอดมุมขาและลําตัวและความยาวของการกระโดดของเธอแล้วคํานวณว่าคิมใช้พลังงานไปเท่าใดในการก้าวกระโดดทุกครั้ง
พวกเขายังสแกนและสร้างแบบจําลอง Kim ในแบบ 3 มิติเพื่อให้เห็นภาพโครงสร้างและการเคลื่อนไหวของขาและร่างกายของเธอได้ดีขึ้น
นักวิจัยพบว่าคิมใช้กลยุทธ์ที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับว่าเธอต้องกระโดดไปที่ใด เธอปรับตําแหน่งของขาของเธอขึ้นอยู่กับระยะทางของเป้าหมายและเธอใช้การกระโดดมุมต่ําเพื่อเดินทางระยะทางที่สั้นกว่าและการกระโดดที่ชันขึ้นสําหรับระยะทางที่ไกลขึ้น
การกระโดดในแนวนอนระยะสั้นมีแนวโน้มที่จะต่ําลงและเร็วขึ้นทําให้คิมต้องใช้พลังงานมากขึ้น แต่ลดระยะเวลาที่เธออยู่ในอากาศให้เหลือน้อยที่สุด และมีแนวโน้มที่จะเพิ่มโอกาสในการจับเหยื่อ จากการเปรียบเทียบการกระโดดข้ามแนวนอนทางไกลหรือการกระโดดไปยังแพลตฟอร์มที่สูงขึ้นหรือต่ํากว่าทําให้เธอต้องใช้พลังงานน้อยลงตามการศึกษาบาคาร่า
