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蜘蛛,有8条腿的我,为什么要学6条腿的蚂蚁走路?
唐豪彬 发表于:2021-8-21 22:34:38 复制链接 发表新帖
阅读数:122
蜘蛛,8只眼睛8条腿。

腿又多又长的蜘蛛跑起来飞快,跑得最快的家隅蛛(寻常常见的居家蜘蛛,Tegenaria domestica)奔跑记录是0.53米/秒,等于每秒能跑33倍身长。对于指甲壳大的蜘蛛来说,这个速率有多快?换算成你的身高就知道了,你的身高1.8米,奔跑速率应该是59.4米/秒。假如以家隅蛛的速率奔跑,你跑完百米只必要1.68秒时间。

让人不可思议的速率,别说人类了,就连哺乳动物中奔跑最快的猎豹都赶不上蜘蛛。除了奔跑外,蜘蛛还能跳跃。族群里有很大的一个门派叫做跳蛛,它们的弹跳力惊人。身长不到1厘米的跳蛛,在程度方向上,能跳过25倍身长,假如你有它的气力,平地上起跳你能跳45米远。

能跑能跳,有毒液会吐丝的跳蛛,看上去具备了万能技艺。可门派中有一支叫做Myrmarachne formicaria的跳蛛,却不乐意做蜘蛛,只想做只小蚂蚁,除了长相尽量向蚂蚁靠拢以外,办法上还会模拟蚂蚁用6条腿走路。

蜘蛛,有8条腿的我,为什么要学6条腿的蚂蚁走路?



上图是M.F.跳蛛,是不是很像蚂蚁?我们先来看跳蛛怎样学习蚂蚁走路,再讲它为什么要模拟蚂蚁。

学蚂蚁走路的跳蛛

蜘蛛比你跑得快,跳得远的一个紧张缘故原由是:它长得跟你不一样,它的腿不是由肌肉驱动,而是靠液压驱动。

你身段内有3种肌肉,心脏肌、内脏肌和骨骼肌。附着在骨骼上的肌肉分为屈肌和伸肌,两种肌肉以对抗的方式拉拽着骨骼活动,屈肌紧缩,关节会弯曲,伸肌使劲,关节则伸直。

你的身段由骨骼支持,而蜘蛛的身段里没有骨骼,它的骨骼长在表面,长成一个硬壳。蜘蛛的外骨骼的材料不是碳酸钙或磷酸钙,而是几丁质,跟你的指甲和头发的材料差不多。

蜘蛛属于节肢动物,节肢的意思是有关节的腿。你的腿上有两个关节,膝盖和脚踝,而蜘蛛腿上有7个关节。多关节的蜘蛛腿,只有屈肌没有伸肌。两个缘故原由,一是腿上没有充足的空间容纳肌肉,假如蜘蛛有条大粗腿的话,肌肉会让它变得又笨又重。另一个缘故原由是,蜘蛛是变温动物,没有充足的能量来保持腿部肌肉的温暖。

蜘蛛,有8条腿的我,为什么要学6条腿的蚂蚁走路?



多关节小细腿的蜘蛛,长着一个圆滚滚的身段。身段分两部分,头和胸融合在一起的头胸部,还有一个大肚子的腹部。注意细节:蜘蛛的8条腿都跟头胸部毗连在一起,靠头胸部存储的液体驱动腿部活动

蜘蛛腿部肌肉很少,但是腿壳内装满了液体,这种液体很像血液,叫做血淋巴。在它活动时,血淋巴的活动压力让腿舒展,屈肌紧缩让腿合拢。它控制本身的心率来调节液体压力,心跳越快,压力越高。在蜘蛛死后,血淋巴制止活动,腿部失去液体压力,8条腿没法舒展,只能蜷缩在一起。

靠液压驱动的8条腿,走路时怎样共同,先出哪条腿呢?

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看上图,蜘蛛8条腿,分成1、2、3、4对,迈步次序依次是:左1,右2,左3,右4和右1,左2,右3,左4,间隔的1、3对腿抬高,别的2、4对腿落地支持身段。

蜘蛛一对腿的共同行走,跟蚂蚁的走路方式有点儿不同。蚂蚁6条腿,单侧身段只有3条腿,不能像蜘蛛一样匀称抬落,它采用的是三角步态。左边抬1条腿,右边抬交错的2条腿,3条腿抬高,别的3条腿支持身段,交错迈步进步。

蜘蛛,有8条腿的我,为什么要学6条腿的蚂蚁走路?



上图是蚂蚁的三角迈步,6条腿的昆虫大多数都按照如许的行走方式迈步。

现在请你看下图,瓶子里捉果蝇的黑虫子,走路时用的是4对腿迈步方式,还是3对腿的三角迈步方式?

蜘蛛,有8条腿的我,为什么要学6条腿的蚂蚁走路?



分辨不出来吗,好,那看下面这张电脑动图,图中的虫子是蜘蛛还是蚂蚁,用哪种方式迈步?

蜘蛛,有8条腿的我,为什么要学6条腿的蚂蚁走路?



还是看不出来对不?答案:图中的黑虫子是跳蛛,它在模拟蚂蚁走路

看到跳蛛走路的样子,大家都以为它抬起了一对前腿,学习蚂蚁用后面6条腿迈步。不过,偶然你眼睛看到的不肯定是本相。康奈尔大学团队,用高速摄像机拍下了跳蛛走路的视频,放慢视频速率,看清晰了跳蛛走路的本相。本相跟大家以为的不一样,毕竟是跳蛛依然用8条腿走路

8条腿的跳蛛,不知道用6条腿怎么走路。但是它有一个花招,在走路的时间会周期性地停下来,举起前面的2条腿,伪装成蚂蚁的触角。跳蛛抬高前腿的时间为100毫秒,这段停顿的时间延时刚刚好,恰恰造成了视觉上的错觉,让我们看起来,它就像蚂蚁一样用6条腿走路。

蜘蛛,有8条腿的我,为什么要学6条腿的蚂蚁走路?



上图是3种动物的步态,左边是寻常跳蛛,中心是模拟蚂蚁的跳蛛,右边是蚂蚁。模拟蚂蚁的跳蛛跟寻常跳蛛的步态差不多,4对腿交替走路,此中显着不同之处是:在静止时,寻常跳蛛的前腿不会动,而模拟蚂蚁的跳蛛前腿会抬起并交叉晃动,模拟蚂蚁触角的活动。

蜘蛛,有8条腿的我,为什么要学6条腿的蚂蚁走路?



上图是3种动物的足迹。A图是寻常跳蛛走过的路,B图是模拟跳蛛的足迹。寻常跳蛛的足迹没有规律,模拟跳蛛的足迹非常规矩,走出了正弦波(波长为10倍身长,振幅为5倍身长)。C图是蚂蚁在没有追踪信息素时的足迹,没有规律。D图是蚂蚁在追踪信息素的环境下留下的足迹,有规则的正弦波(波长为10倍身长,振幅为2~5倍身长)。

蚂蚁在追踪其他伙伴留下的信息素时,会走出规则的正弦波。模拟蚂蚁走路的跳蛛,固然不会像蚂蚁一样用6条腿走路,但它学会了蚂蚁走路的英华,走出正弦波足迹。这是模拟跳蛛跟寻常跳蛛行走时最大的区别,寻常跳蛛不会这一招。[头条-法兰西is培根-未经授权请勿转载其他平台]

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跳蛛为什么要模拟蚂蚁

跳蛛模拟蚂蚁的缘故原由很简单:它要骗过天敌,让捕食者以为它是蚂蚁,不是蜘蛛。固然跳蛛跑得快跳得远,装备了毒液武器,但是它的天敌还有很多。大个头的蜘蛛、黄蜂、蟾蜍、蜥蜴、鸟类都会捕食跳蛛,而这些捕食者并不喜欢捉蚂蚁吃。

跳蛛伪装成蚂蚁,长成蚂蚁的容貌,走路也跟蚂蚁一样,骗过捕食者的眼睛,它就能逃过一劫。

蜘蛛,有8条腿的我,为什么要学6条腿的蚂蚁走路?



跳蛛的伪装成绩怎么样?看上图,左边绿柱子是寻常跳蛛被捕食的概率,中心蓝柱子是模拟跳蛛的被捕概率,右边红柱子是蚂蚁的被捕概率。模拟蚂蚁的跳蛛被捕食的概率远远小于寻常跳蛛的被捕概率,它成功地骗过了捕食者。

自然界中,一种生物模拟另一种生物的征象很常见,叫做拟态。比如一种兰花会把花朵长成雌蜂的容貌,吸引雄蜂过来交尾,从而传播花粉。一样寻常生物的拟态都是静态上的外貌形状颜色的相似,而跳蛛更进一步,能学会蚂蚁的走路步态和轨迹,做到动态上的活动举止相似。

当捕食者盯上模拟跳蛛时,跳蛛举起前腿,摆个姿势给捕食者看:“别吃我,我是蚂蚁,不信我走两步给你看。”结果通常能化险为夷。

蜘蛛,有8条腿的我,为什么要学6条腿的蚂蚁走路?



学习学习,学会了英华才真正有劳绩。学习蚂蚁走路的跳蛛,固然没有跟蚂蚁走得千篇划一,但是它学会了蚂蚁步态中的英华,成功达到了本身的目的。

跑得快跳得远的跳蛛,伪装成弱小蚂蚁,解释了低调也是一种王道。
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#科学故意思#

参考资料:

1: “Walking like an ant: a quantitative and experimental approach to understanding locomotor mimicry in the jumping spider Myrmarachne formicaria”,by Paul S. Shamble, et al.,Proceedings of the royal society, 2017

2:“10 Fascinating Facts About Spiders”,by Debbie Hadley

2:“How Do Spiders Move?”,by Chris Roh

3:“How Spiders Work”,by Tom Harris, Animals how stuff works

:今天更新自然界里的机密系列文章,这是第19篇:学蚂蚁走路的蜘蛛
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条评论
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高级
avatar gui57 发表于 2021-8-21 22:34:46 | 阅读全部
图像数据俱全,不但科学而且很故意思。[赞][赞][赞]
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avatar 阳光里的他 发表于 2021-8-21 22:35:16 | 阅读全部
遇到食蚁兽怎么办。。。
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avatar 玲嘉婕嘉n 发表于 2021-8-21 22:35:30 | 阅读全部
非常严谨的文章,作者大大不愧为青云收割机
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avatar 给颗糖就不哭 发表于 2021-8-21 22:36:27 | 阅读全部
#科学故意思#
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avatar 护身马甲上阵兜 发表于 2021-8-21 22:37:27 | 阅读全部
故意思……自然界真是神奇
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avatar 山东大鲤鱼 发表于 2021-8-21 22:37:56 | 阅读全部
关注了
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