趙宏進

跳蛛空中平衡全靠絲  興大生物力學研究受國際矚目
　　在住家牆上或戶外枝葉上，時常能見到俗稱「蠅虎」的跳蛛的身影，牠們並不
會結網，而是藉由絕佳的視力與跳躍能力，來獵捕昆蟲為食。在跳躍前，跳蛛會產
生曳絲，並把絲的另一端黏在地上，當做不慎掉落時的安全索。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8月7日獲得英國皇家學會刊載於跨領域學術期刊《界面》
（Journal of the Royal society, Interface），在網路刊登發表當日，即受到國際重要媒
體如 BBC與 Science News等的矚目與報導，目前也已獲加拿大廣播公司（Canadian
Broadcasting Corporation）與美國《自然史雜誌》（Natural History Magazine）的採訪
報導邀請。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：大型脊椎動物如人類、袋鼠、蜥蜴等，
端靠擺動四肢或尾巴來維持平衡；而體型小的昆蟲，則藉由振動翅膀來調整身體姿
態。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，在台灣進行生物物理學研究，必須持續地與不同領域的生物、物
理、以及工程學家進行交流，才能用全新的角度，來探討這樣一個過去被忽視的問
題。也正是透過多年前一場《生物物理期刊俱樂部》的演講，啟發她整合蜘蛛運動
力學以及蜘蛛絲材料力學的研究靈感，因此，今天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。

【小檔案】
　　俗稱「蠅虎」的跳蛛屬於蜘蛛目的跳蛛科，全世界約有5000種。牠們具有絕
佳的視力和跳躍能力，一躍的距離可達身長數十倍，但是牠們並不結網捕蟲，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。和大多數的結網性蜘蛛
一樣，跳蛛會隨時在身上連著一條曳絲（dragline silk），將絲的另一端黏在地上，
當不慎摔落時，可以作為緩衝，並藉此爬回高處，因此曳絲可稱為跳蛛在高處活動
時的安全索。但對跳蛛來說，只有保命還不夠，唯有精準的跳躍行動，才能順利捕
捉獵物和逃避天敵。然而，蜘蛛絲在跳蛛跳躍中所扮演的力學角色，在過去並未受
到關注。
　　
論文全文：http://rsif.royalsocietypublishing.org/content/10/87/20130572.full.pdf+html