‘Sprettert edderkopper’ akselerere 100X raskere enn geparder

Del Denne
Artikkel
  • Twitter
  • E-Post

Du Står fritt til Å Dele Denne Artikkelen under attribution 4.0 international license.

Tags
  • amazon
  • predators
  • hastighet
  • edderkopper
Universitetet

Georgia Institute Of Technology

En ny kinematisk studie forklarer hvordan den fantastiske “sprettert spider” lagrer nok energi til å produsere akselerasjon av 1300 meter/sekund2 (4265 fot / sekund2), eller 100 ganger akselerasjonen av en gepard.Å løpe inn i et usynlig edderkoppnett i skogen er skummelt nok, men hva om du måtte bekymre deg for et edderkoppnett-og edderkoppen-katapulerer på deg?

“når det vever en ny web hver kveld, skaper edderkoppen en kompleks, tredimensjonal vår.”

det er det som skjer med insekter I Amazonas regnskog I Peru, hvor den lille sprettert edderkopp lanserer en web-og seg selv-å fange intetanende fluer og mygg.edderkoppens fantastiske akselerasjon produserer hastigheter på 4 meter per sekund (13,1 fot per sekund) og utsetter edderkoppen for krefter på ca 130 Gs, mer enn 10 ganger hva fighterpiloter kan tåle uten å svarte ut.

Den Peruanske edderkoppen og dens fettere skiller seg ut blant arachnids for deres evne til å lage eksterne verktøy—i dette tilfellet deres webs—og bruke dem som fjærer for å skape ultrafast bevegelse.deres evne til å holde en klar til å starte våren i flere timer mens du venter på en nærliggende mygg, antyder enda et fantastisk verktøy: en låsemekanisme for å frigjøre våren.

edderkoppen er brun og gul, holdt mellom den koniske formede banen og spenningslinjen
En sprettert edderkopp klar, klar til lansering. (Kreditt: Lawrence E. Reeves)

“I Motsetning til frosker, sirisser, eller gresshopper, er sprettert edderkoppen ikke stole på sine muskler til å hoppe veldig raskt,” sier Saad Bhamla, assisterende professor I School Of Chemical And Biomolecular Engineering Ved Georgia Institute of Technology som studerer ultrafast organismer, og medforfatter av papiret I Dagens Biologi.”når det vever en ny web hver kveld, skaper edderkoppen en kompleks, tredimensjonal vår. Hvis du sammenligner denne naturlige silkefjæren med karbonnanorør eller andre menneskeskapte materialer når det gjelder effekttetthet eller energitetthet, er det størrelsesordener kraftigere.”

‘Hastighet og overraskelse’

Forstå hvordan web silke lagrer energi potensielt kan gi nye kilder til kraft for små roboter og andre enheter, og føre til nye applikasjoner for det robuste materialet, sier forskerne.Sprettert edderkopper, kjent av det vitenskapelige slektsnavnet Theridiosomatid, bygger tredimensjonale koniske baner med en spenningslinje festet til midten. Det Peruanske medlemmet av den edderkoppfamilien, som er omtrent 1 millimeter (0, 039 tommer) i lengde, trekker spenningslinjen med forbenene for å strekke strukturen mens du holder på nettet med bakbenene. Når det registrerer et måltid innen rekkevidde, lanserer edderkoppen nettet og seg selv mot en flue eller mygg.

hvis lanseringen lykkes, bryter edderkoppen raskt sitt måltid i silke. Hvis edderkoppen savner, trekker den bare spenningslinjen for å tilbakestille nettet for neste mulighet.”vi tror at denne tilnærmingen sannsynligvis gir edderkoppen fordelen av fart og overraskelse, og kanskje til og med effekten av å imponere byttet,” bemerker medforfatter Symone Alexander, en postdoktoralforsker I bhamlas laboratorium.”edderkoppene er små, og de går etter raskflygende insekter som er større enn de er. For å fange en, må du være mye, mye raskere enn de er.”Sprettert edderkopper ble beskrevet i en 1932 publikasjon, og mer nylig Av Jonathan Coddington, nå en senior forsknings entomolog Ved Smithsonian Institution. Bhamla har interesse for raske, men små organismer, så han og Alexander arrangerte en tur for å studere den katapulerende skapningen ved hjelp av ultrafast kameraer for å måle og registrere bevegelsen.”Vi ønsket å forstå disse ultrafaste bevegelsene fordi de kan tvinge vårt perspektiv til å forandre seg fra å tenke på cheetahs og falker som de eneste raske dyrene,” Sier Bhamla. “Det er mange svært små hvirvelløse dyr som kan oppnå rask bevegelse gjennom uvanlige strukturer. Vi ønsket virkelig å forstå hvordan disse edderkoppene oppnår den fantastiske akselerasjonen.”

Sprettert edderkopp mysterier

forskerne reiste seks timer med båt Fra Puerto Maldonado Til Tambopata Research Center. Det er ingen strøm i området, så nettene er veldig mørke.”Vi så opp og så en liten rød prikk,” Sier Bhamla. “Vi var så langt borte fra nærmeste lys at prikken viste seg å være planeten Mars. Vi kunne også se Melkeveien så tydelig.”

det intense mørket reiser spørsmålet om hvordan edderkoppen sanser sitt bytte og bestemmer hvor han skal sikte seg. Bhamla mener det må bruke en akustisk sensing teknikk, en teori støttet av måten forskerne lurte edderkoppen til å lansere sin web: De knakk bare fingrene sine.Utover sensing i mørket lurte forskerne også på hvordan edderkoppen utløser utgivelsen av nettet. “Hvis et insekt kommer innenfor rekkevidde, frigjør edderkoppen en liten bunke silke som den har skapt ved å krype langs spenningslinjen,” Sier Alexander. “Slippe bunten styrer hvor langt nettet flyr. Både edderkoppen og nettet beveger seg bakover.”Et annet mysterium er hvordan edderkoppen tålmodig holder nettet mens han venter på at maten skal fly forbi. Alexander og Bhamla anslått at strekker nettet krever minst 200 dynes, en enorm mengde energi for en liten edderkopp å generere. Å holde det i flere timer kan kaste bort mye energi.”Generering av 200 dyner ville produsere enorme krefter på edderkoppens små ben,” Sier Bhamla. “Hvis belønningen er en mygg på slutten av tre timer, er det verdt det? Vi tror edderkoppen må bruke en slags triks for å låse musklene som en lås, slik at den ikke trenger å forbruke energi mens du venter på timer.”

Edderkopper, edderkopper, overalt

Utover nysgjerrighet, hvorfor reise til Peru for å studere skapningen? “Sprettert edderkoppen tilbyr et eksempel på aktiv jakt i stedet for passiv, vent på at et insekt kolliderer i webstrategien, og avslører en ny ny funksjonalitet av edderkoppsilke,” Sier Bhamla. “Før dette hadde vi ikke tenkt på å bruke silke som en virkelig kraftig vår.”En annen utilsiktet fordel er å endre holdninger til edderkopper. Før Studien innrømmer Alexander at Hun hadde frykt for edderkopper. Å være omgitt av sprettert edderkopper i Den Peruanske jungelen – og se de fantastiske tingene de gjør—endret det.”I regnskogen om natten, hvis du skinner lommelykten din, ser du raskt at du er helt omgitt av edderkopper,” sier hun. “I mitt hus dreper vi ikke edderkopper lenger. Hvis de tilfeldigvis er skummelt og på feil sted, flytter vi dem trygt til et annet sted.”

Alexander og Bhamla hadde håpet å returnere til Peru i sommer, men disse planene ble kuttet kort av coronavirus. De er ivrige etter å fortsette å lære av edderkoppen.”Naturen gjør mange ting bedre enn mennesker kan gjøre, og naturen har gjort dem mye lenger,” sier hun. “Å være ute i felten gir deg et annet perspektiv, ikke bare om hva naturen gjør, men også hvorfor det er nødvendig.”The National Science Foundation, National Geographic Foundation, Og Eckert Postdoktorale Research Fellowship fra Georgia Tech School Of Chemical And Biomolecular Engineering støttet arbeidet.eventuelle meninger ,funn og konklusjoner eller anbefalinger uttrykt i dette materialet er de av forfatterne og gjenspeiler ikke nødvendigvis synspunktene til finansieringsorganisasjonene.

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert.