興大跳蛛生物力學研究受國際矚目
國立中興大學物理學系助理教授紀凱容和她的研究團隊,透過分析跳蛛跳躍的運動力學,發現牠們可單憑調控這根曳絲,在空中快速旋轉身體,維持平衡,以順利降落並即刻展開下一步行動;沒有曳絲的跳蛛,則因降落不順而喪失獵食的絕佳契機,這項研究成果目前已受到國際矚目。
這項研究成果受到國際重要媒體如 BBC與 Science News等的矚目與報導,權威科學期刊《自然》(Nature)更於8月15日出刊的「焦點報導(Highlights)」中,報導此項研究。
紀凱容的研究團隊利用高速攝影機,以每秒1000張照片的速度拍攝台灣常見的跳蛛「安德遜蠅虎」(Hasarius adansoni)完整的跳躍及降落行為。正常情況下,跳蛛能在騰空約0.1 秒的時間內,翻轉身體來調整角度,讓著地時的姿態接近於起跳,好在降落後隨即展開獵捕。沒有絲的跳蛛,則因無法在空中調整姿勢,以致不能順利降落,有時需要花五倍以上的時間,才能夠站穩。除了動作分析外,研究團隊也從力與能量的角度,來探討曳絲如何幫助跳蛛穩定跳躍,以及在快速運動時,絲的作用與調控機制。
上述生物力學問題,在過去並未受到關注。紀凱容興奮地表示,這個研究不但首度揭開跳蛛敏捷跳躍獵捕的奧祕,也是第一次證實跳蛛在快速運動中,仍能有效調控絲的拉力。簡言之,這個研究整合了蜘蛛的運動力學以及蜘蛛絲的材料力學。除此之外,在空中維持平衡是跳躍性動物的一大挑戰,過去學者已歸納出兩種平衡機制。這個研究則提出自然界的第三種可能:跳蛛可單憑調控一根蜘蛛絲,便能在空中快速旋轉身體,達到平衡。
紀凱容指出,這個研究能夠得到國際學界的肯定,正是拜跨領域交流之賜,這不但是當今世界一流科學研究的主流形式,也是創新求變之鑰。