Semi-hidrolik laba-laba pelompat Australia memungkinkannya untuk melompat dengan cepat dalam jarak yang jauh dengan presisi sambil merasakan gaya gravitasi yang tinggi.
Sepasang kaki ketiga khusus yang sama yang digunakan oleh laba-laba Australian Splendid Peacock jantan ini untuk lompatannya yang memecahkan rekor, juga merupakan alat pamer yang rumit selama masa pacaran. Foto: Pranav JoshiRingkasan:
- Laba-laba merak Australia (Maratus splendens) melakukan lompatan tercepat yang pernah tercatat di kalangan laba-laba.
- Penelitian menunjukkan bahwa laba-laba merak jantan memiliki kemampuan lompat yang lebih baik daripada betina.
- Laba-laba merak menggunakan sistem semi-hidraulik untuk melakukan lompatan.
TIM dari Universitas Macquarie di Sydney meneliti kemampuan melompat laba-laba merak Australia yang luar biasa secara sangat rinci untuk lebih memahami biomekanik semi-hidrolik unik yang mendasarinya.
"Laba-laba ini sangat kecil sehingga Anda dapat memasukkan empat atau lima laba-laba di kuku jempol Anda," kata Associate Professor Ajay Narendra, penulis utama pada penelitian tersebut.
"Laba-laba jantan hanya memiliki berat dua miligram – salah satu laba-laba pelompat paling ringan yang diketahui – sementara laba-laba betina enam kali lebih berat."
Australian Splendid Peacock atau laba-laba merak (Maratus splendens) adalah pelompat. Namun, lompatan laba-laba tidak digerakkan oleh otot atau pegas.
Meskipun laba-laba memiliki otot fleksor (yaitu, menekuk) di kakinya, mereka tidak memiliki otot ekstensor yang diperlukan untuk ekstensi kaki dan lompatan bertenaga.
Sebaliknya, mereka menggunakan strategi yang tidak biasa yang disebut sebagai "sistem penggerak semi-hidrolik."
Gambar: Ajay NarendraSebelum laba-laba melompat, ia mengontraksikan otot-otot di sefalotoraksnya (kepala dan toraks laba-laba yang menyatu) untuk mendorong hemolimfa, versi darah mereka, ke kakinya.
Hemolimfa membangun tekanan di kaki, menyebabkannya memanjang dengan cepat. Ketika laba-laba melepaskan tekanan, kaki melesat ke depan, mendorong laba-laba ke udara dengan kekuatan besar.
Karena ukuran dan bentuk tubuh yang berbeda, laba-laba pelompat jantan dan betina menunjukkan dinamika lompatan yang berbeda.
Laba-laba merak jantan yang berwarna cerah lebih kecil daripada laba-laba betina yang berwarna polos, yang tubuhnya harus mengumpulkan sumber daya untuk produksi telur.
Para peneliti mengumpulkan laba-laba merak jantan dan betina dewasa dan menempatkannya pada platform lepas landas horizontal di laboratorium yang dijaga pada suhu konstan 24 °C (75,2 °F).
Platform pendaratan vertikal ditempatkan 4 cm (1,6 inci) dari platform lepas landas.
Laba-laba individu direkam melompat dari platform lepas landas ke platform pendaratan atas kemauan mereka sendiri. Artinya, mereka tidak didorong untuk melompat; itu terjadi secara alami.
"Kami meminta laba-laba melompat melintasi celah empat sentimeter dari platform lepas landas ke platform pendaratan, yang kami rekam pada 5.000 bingkai per detik menggunakan kamera berkecepatan tinggi."
Demikian kata mahasiswa Magister Riset Macquarie dan rekan penulis studi Anna Seibel.
Setelah difilmkan, laba-laba tersebut dilepaskan kembali ke habitat aslinya.
Para peneliti kemudian melakukan analisis manual bingkai demi bingkai dari rekaman tersebut, melacak berbagai struktur tubuh dan mengekstraksi koordinat yang dapat digunakan untuk merekonstruksi lintasan lompatan.
Gambar selang waktu laba-laba jantan dan betina yang melakukan lompatan sejauh 4 cm (1,6 inci). Foto: Ajay Narendra (laba-laba jantan); Jürgen Otto (laba-laba betina)
Mereka juga dapat memastikan dari rekaman tersebut bagaimana kaki yang berbeda berkontribusi terhadap lompatan. Omong-omong, saat kita melihat laba-laba merak jantan, yang menonjol adalah kaki ketiganya.
"Sepasang kaki ketiga lebih panjang, lebih gelap, dan lebih tebal daripada kaki lainnya, dan memiliki jumbai rambut," kata rekan penulis Pranav Joshi, seorang mahasiswa PhD yang mempelajari biomekanik laba-laba.
"Laba-laba jantan memanjangkan kaki ini dan melambaikannya ke betina selama masa pacaran."
Setelah mempelajari kinetika lompatan 10 laba-laba jantan dan 12 laba-laba betina, para peneliti menemukan bahwa kaki ketiga dan keempat "memainkan peran penting" dalam lompatan untuk kedua jenis kelamin.
Laba-laba merak mengangkat dua pasang kaki pertama mereka dan memanjangkannya di depan tubuh mereka.
Pasangan keempat meninggalkan landasan lepas landas berikutnya, diikuti beberapa milidetik kemudian oleh pasangan ketiga, yang merupakan kaki terakhir yang meninggalkan tanah.
Temuan ini menunjukkan bahwa kaki ketiga adalah "kaki pendorong" pada burung merak jantan dan betina.
Para peneliti juga menemukan bahwa percepatan laba-laba adalah yang tercepat di antara semua laba-laba pelompat yang diketahui.
Laba-laba jantan, yang lebih ringan, memiliki waktu lepas landas yang jauh lebih singkat dibandingkan dengan laba-laba betina.
Rata-rata, laba-laba jantan dan betina mengalami setara dengan 13,03 gs dan 12,5 gs, masing-masing, selama lepas landas, yang lebih tinggi daripada laba-laba pelompat lainnya yang diketahui.
Sebagai perbandingan, manusia biasa dapat menahan sekitar 5 gs sebelum kehilangan kesadaran. Seorang pilot pesawat tempur terlatih yang mengenakan pakaian anti-g dapat menahan hingga 8 atau 9 gs.
"Untuk hewan seperti kita dengan tubuh yang lebih kaku, kemampuan menahan gaya-g jauh lebih terbatas daripada laba-laba, yang tubuhnya yang lunak dan berisi cairan dapat mengatasi tekanan ini dengan cara yang jauh lebih baik," kata Narendra.
"Massa tubuh mereka yang rendah mengurangi gaya yang bekerja pada tubuh mereka. Hal ini juga mengurangi tekanan pada bagian tubuh masing-masing karena gaya didistribusikan ke seluruh tubuh mereka."
Para peneliti berpikir temuan mereka dapat digunakan untuk membantu pengembangan robot.
“Laba-laba pelompat memiliki kemampuan luar biasa untuk mengendalikan lompatannya guna mencapai target tertentu – baik untuk mendarat di permukaan atau untuk menangkap serangga kecil yang bergerak cepat,” kata Narendra.
“Para peneliti robotika kemungkinan akan terinspirasi untuk membangun robot berdasarkan sistem semi-hidrolik laba-laba pelompat yang memiliki gerakan terarah yang efisien.”
Penelitian ini dipublikasikan dalam Journal of Experimental Biology. |Sumber: Macquarie University
إرسال تعليق