Vlad Krasen
0 
908
9
Ein winziger, aber erfahrener Springer namens Kim ist die erste Spinne, die von Wissenschaftlern ausgebildet wurde, um bei Bedarf zu springen.
Es war nicht einfach, ihr das Springen beizubringen, wann und wo sie es wollte. Von den vier Spinnen, die die Forscher zu trainieren versuchten, sprang nur eine - die sie schließlich Kim nannten - verbindlich zwischen parallelen Plattformen und sprang auf höhere oder niedrigere Ebenen. Durch das Studium von Kim wollten die Wissenschaftler besser verstehen, wie springende Spinnen ihre Sprünge je nach dem Zweck des Sprungs, der Entfernung ihres Ziels und der Sprungrichtung - nach oben oder unten - fein abstimmten. [Gruselig, krabbelig und unglaublich: Fotos von Spinnen
Nachdem sie Kims Leistung beobachtet und gemessen hatten, beschrieben die Wissenschaftler ihre Ergebnisse in der bislang detailliertesten Studie über Spinnensprünge, die online am 8. Mai in der Zeitschrift Nature: Scientific Reports veröffentlicht wurde.
Die königliche springende Spinne (Phidippus regius), das nur 12 Millimeter lang ist, gehört zu einer Gruppe, die dafür bekannt ist, schnelle Weitsprünge zu verwenden, um sich schnell bewegende Insektenbeute zu fangen oder in schwierigem Gelände zu navigieren und Bedrohungen zu vermeiden. Und während die meisten springenden Spinnen zwischen 3 und 10 mm (0,1 bis 0,4 Zoll) messen, können sie aus dem Stand horizontal bis zu 160 mm (6 Zoll) springen.
"Die Kraft auf die Beine beim Start kann bis zum Fünffachen des Gewichts der Spinne betragen. Das ist erstaunlich", sagte der leitende Studienautor Mostafa Nabawy, ein Forscher an der School of Mechanical, Aerospace and Civil Engineering der Universität Manchester in der Aussage.
"Wenn wir diese Biomechanik verstehen können, können wir sie auf andere Forschungsbereiche anwenden", sagte Nabawy.
Könnte auch springen
Frühere Studien untersuchten die Sprunggeschwindigkeit und die Körperposition von Spinnen, aber vieles über ihr Springen war noch unbekannt, wie sie ihre Haltung an unterschiedliche Bedingungen anpassten, wie viel Energie sie für ihre Sprünge einsetzten und wie stark ihre Sprünge auf Muskelkraft beruhten Die Autoren der Studie berichteten, dass kein hydraulischer Druck, der Blut in die Beine fließen lässt,.
Um die Spinnen zu untersuchen, bauten sie eine Struktur mit zwei beweglichen Plattformen, die auf verschiedenen Ebenen und Entfernungen befestigt werden konnten, und versuchten dann, vier Frauen zu trainieren P. regius Spinnen springen zwischen den Plattformen, indem sie sie hin und her tragen, um sie mit dem Apparat vertraut zu machen.
Die meisten Spinnen zeigten kein Interesse an dem Experiment. Kim ergriff jedoch die Gelegenheit und wurde zur einzigen Datenquelle der Wissenschaftler. Sie führte 15 Sprungaufgaben durch, sprang auf, ab und über die Plattformen, während die Forscher sie mit Hochgeschwindigkeitskameras filmten. Sie zeichneten ihre Geschwindigkeit, Landepositionen, Bein- und Körperwinkel sowie die Länge der Sprünge auf und berechneten dann, wie viel Energie Kim für jeden Sprung aufgewendet hatte.
Sie scannten und modellierten Kim auch in 3D, um die Strukturen und Bewegungen ihrer Beine und ihres Körpers besser zu visualisieren.
Die Forscher fanden heraus, dass Kim unterschiedliche Strategien einsetzte, je nachdem, wohin sie springen musste. Sie passte die Position ihrer Beine abhängig von der Entfernung der Ziele an und benutzte Sprünge mit geringerem Winkel, um kürzere Strecken zurückzulegen, und steilere Sprünge für längere Strecken.
Die horizontalen Sprünge auf kurze Distanz waren tendenziell niedriger und schneller, sodass Kim mehr Energie verbrauchen musste, aber die Zeit, die sie in der Luft war, minimierte - und wahrscheinlich ihre Chancen erhöhte, Beute zu fangen. Zum Vergleich: Laut der Studie musste sie bei horizontalen Sprüngen oder Sprüngen über große Entfernungen zu einer höheren oder niedrigeren Plattform weniger Energie verbrauchen.
Es ist bekannt, dass die Beinbewegungen von Spinnen sowohl Muskeln als auch hydraulischen Druck ausüben - Mechanismen in ihrem Körper lassen Blut schnell zu ihren Gliedmaßen fließen, wenn sie ihre Beine strecken. Die Wissenschaftler stellten jedoch fest, dass Kims Beinmuskeln allein genug Kraft erzeugten, um ihre Sprünge zu befeuern, ohne dass sie sich auf den Hydraulikdruck verlassen musste, um schnelle Starts voranzutreiben.
Weitere Untersuchungen wären jedoch erforderlich, um zu bestätigen, ob die Spinnen tatsächlich nur mit Muskelkraft abstoßen, berichteten die Wissenschaftler.
Originalartikel über .