蜘蛛腿的半液压驱动:血淋巴的运输不会妨碍肌肉驱动的腿部关节弯曲

蜘蛛腿部的半液压驱动:血淋巴的运输不会妨碍肌肉驱动的腿部关节弯曲摘要蜘蛛腿部的血淋巴通道(腔隙)是其开放循环系统的一部分。它们被定义为腿部外骨骼管内组织之间充满血淋巴的空间,否则这些空间主要充满肌肉。在两个主要的腿部关节中,腿部节段通过铰链关节连接,轴位于其背侧边缘。在腿部伸展过程中,凹槽用于将充当液压流体的血淋巴引导至无伸肌关节。然而,由于肌肉驱动的屈曲和血淋巴引流的竞争性优化标准,腔隙中的流体阻力可能会阻碍屈曲期间的运动和力的产生。考虑到狩猎蜘蛛 Cupiennius salei 中发现的解剖学和生理学特性,胫骨-跖骨关节动态弯曲的数值模型被用来研究肌肉力量和血淋巴引流之间的权衡。结果表明,血淋巴通道的直径表现出最适合快速屈曲的范围。在较大的通道直径范围内,弯曲时间几乎不受影响。肌肉特性,尤其是肌肉激活的时间,会强烈抑制可用肌肉横截面减少的影响。在 0.1g 的小负载下,与蜘蛛常见猎物的大小相似,观察到的 ef 的半径

来源:Arácnido

蜘蛛腿部的血淋巴通道(腔隙)是其开放循环系统的一部分。它们被定义为腿部外骨骼管内组织之间充满血淋巴的空间,否则这些空间主要充满肌肉。在两个主要的腿关节中,腿段通过铰链关节与位于其背缘的轴连接。

在腿部伸展过程中,腔隙用于将充当液压流体的血淋巴引导至无伸肌关节。然而,由于肌肉驱动的屈曲和血淋巴引流的竞争性优化标准,腔隙中的流体阻力可能会阻碍屈曲期间的运动和力的产生。考虑到狩猎蜘蛛 Cupiennius salei 中发现的解剖学和生理学特性,胫骨-跖骨关节动态弯曲的数值模型被用来研究肌肉力量和血淋巴引流之间的权衡。结果表明,血淋巴通道的直径表现出最适合快速屈曲的范围。在较大的通道直径范围内,弯曲时间几乎不受影响。肌肉特性,尤其是肌肉激活的时间,会强烈抑制可用肌肉横截面减少的影响。在 0.1 克的小负载下,类似于蜘蛛常见猎物的大小,观察到的有效空隙的半径似乎可以实现最快的弯曲。在保持其半径与有效血淋巴通道的半径成比例的同时改变胫骨的纵横比会导致屈曲时间的延长。

Blickhan, R.、Siebert, T. 和 Weihmann, T. (2026)。蜘蛛腿的半液压驱动:血淋巴的运输不会妨碍肌肉驱动的腿部关节弯曲。

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