解祕昆蟲力學 跳蛛靠曳絲平衡

在住家牆上、枝葉上，常見俗稱「蠅虎」的跳蛛身影，牠們不會結網，而是藉視力與跳躍能力獵捕昆蟲。興大物理學系助理教授紀凱容日前透過分析，發現牠們可單憑調控曳絲，在空中快速旋轉身體、維持平衡、順利降落，並即刻展開下一步行動，此項研究也首度提出自然界有關平衡的第三種可能性，受學界高度關注。

跳蛛科全世界約有5千種，一躍的距離可達身長數十倍，但牠們並不結網捕蟲，而是躲在暗處埋伏，當見到蒼蠅等昆蟲，才展開跳躍獵捕行動。跳蛛會將絲的另一端黏在地上，當不慎摔落時，作為緩衝。而蜘蛛絲在跳躍中所扮演的力學角色，過去並未受到關注。

研究團隊利用高速攝影機，以每秒1千張照片的速度拍攝台灣常見的跳蛛完整的跳躍及降落行為。沒有絲的跳蛛，因無法在空中調整姿勢，有時需要花5倍以上的時間，才能夠站穩。團隊也從力與能量的角度，探討曳絲如何幫助穩定跳躍，以及快速運動時，絲的作用與調控機制。紀凱容說，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。

此外，在空中維持平衡是跳躍性動物的一大挑戰，過去學者歸納兩種平衡機制：大型脊椎動物靠擺動四肢或尾巴來維持平衡，昆蟲則是藉振動翅膀調整姿態。而這個研究卻提出自然界的第三種可能。

紀凱容這項研究成果8月7日獲得英國皇家學會刊載於跨領域學術期刊《界面》在網路刊登發表。權威科學期刊《自然》（Nature）8月15日出刊的「焦點報導」中，也報導此項研究。◇