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《自然》封面故事:昆虫“狡猾”的水面行走机制

2005-10-01 21:59 John Bush, David Hu Nature 阅读 0
核心摘要: 《自然》封面文章揭示了昆虫在水面行走的机制:昆虫利用水面张力和弯月面(新月形水面)的毛细作用力,以静止姿势攀爬陡峭水面,速度可达每秒30个身体长度。这一发现解释了昆虫如何在水面与陆地间自由穿梭,并用于产卵和逃避天敌。

众所周知,某些蜘蛛和昆虫能够在水面自由“行走”,这主要得益于它们体重较轻,水面张力和浮力足以支撑其重量,并通过自身推力实现水面移动。《自然》杂志封面以“‘狡猾’的水面行走”为题,揭示了昆虫为何能自如穿梭于水面与陆地之间。

科学家发现,能够在水面和陆地活动的昆虫,在这两种环境中身体形态截然不同。在水面时,它们的身体呈新月形(类似初月),而一旦回到陆地,身体便自然舒展。这种新月形姿势不仅使昆虫能在水面自由行走,还能顺利产卵和逃避天敌。

据2005年9月28日报道,科学家揭示了小型昆虫如何在水面行走并翻越池塘和水坑的陡峭水面。尽管水面在人类眼中是平面,但对微型生物而言,它如同一面巨大的“水墙”,昆虫必须翻越被称为“弯月面”的结构才能到达目的地。

美国麻省理工学院的John Bush和David Hu利用高速摄影精确展示了三种昆虫如何克服重力攀爬弯月面。他们指出:“水面行走类昆虫具有攀爬弯月面的能力,这是在寻找陆地产卵或逃避捕食者的过程中演化出的。”毫米级昆虫无法使用常规移动方式攀登水墙,因此它们保持僵直姿势,在水面制造涟漪,借助涟漪产生的力量攀上陡峭水面。这一过程类似于水利用表面张力吸入细管的原理。

研究人员补充道:“攀爬弯月面是一种独特的前进方式,昆虫以几乎静止的姿态前进,并不移动肢体。”攀爬速度可达每秒30个身体长度。本期封面展示了一种名为Mesovelia的昆虫从右向左攀爬弯月面的情景。

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