蜘蛛網上的「裝飾」

 (https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0332593&utm_source=pr&utm_medium=email&utm_campaign=plos006)

 

蜘蛛圓網中的穩定絲（或稱結構裝飾）是一種引人入勝的結構。雖然建造穩定絲的蜘蛛種類及其建造技巧已被詳細記錄，但這些結構的確切功能仍不清楚。造成這種知識空白的原因在於文獻中存在相互矛盾的報道，以及蜘蛛在將穩定絲融入蛛網時表現出的顯著行為靈活性。值得注意的是，蜘蛛可以建造各種幾何形狀的穩定絲，這可能會影響圓網的動力學特性——這種關係尚未被定量研究。

這篇論文結合了大量的野外觀察和電腦模擬來填補這一空白。野外工作著重於記錄棕腹金蛛（Argiope bruennichi）穩定絲的幾何形狀範圍，而模擬則研究了這些變化如何影響彈性波在蛛網上的傳播。結果表明：穩定絲作為額外的慣性質量，並不會顯著減緩獵物撞擊產生的彈性波在橫向和垂直於放射狀絲線上的傳播速度。然而，當獵物撞擊蛛網時，穩定絲的存在會使振動沿著蛛網螺旋線的切向方向產生振動，從而增強蜘蛛探測獵物位置的能力，因為與沒有穩定絲的蛛網相比，這種振動能夠傳遞到更多的輸出點。這些發現加深了我們對穩定絲力學作用的理解，並為仿生超材料的開發，特別是那些具有可調動態彈性特性的超材料，提供了新的想法。