人类体操运动员们,让开吧:一只小小的无腿蛆虫让你们所有人都汗颜。看看Asphondylia雄伟的空翻动作,绝望吧。她是美丽的。她是优雅的。她将自己弹射出险境,飞到她身体长度的 30 倍远。这是人类破纪录的跳跃者相对距离的几倍,加速速度是其他跳跃无腿昆虫的几十倍。 瘿蚊幼虫天生就是杂技高手,这对于研究它们的人来说并不是什么新鲜事。这种昆虫将卵产在黄花紫菀植物上,促使这些宿主长出称为瘿的肿胀肿块。理想情况下,幼虫Asphondylia (这种跳跃者只是众多尚未命名的物种之一)会安全舒适地呆在植物肿瘤中,这些肿瘤为它们提供庇护,并在它们成长期间为它们提供咀嚼物。一些瘿虫会跳下来,钻入地下完成发育,但这种物种更喜欢从育儿室出来,成为一只准备起飞的真正的蘿蚊。只有当它们受到某种外力(例如好奇的科学家)的干扰时,它们才会展现出奇妙的空中绝技,将自己弹射出驱逐它们的源头。 事实上,一项关于蠕动虫的新研究的作者花了三年时间才正确地捕捉到它们的动作。罗阿诺克学院的生物学家迈克尔·怀斯认为这一切“近乎荒诞”,他在切开数千个虫瘿的过程中只看到了少数几个例子。他认为他的研究生同事希拉·帕特克(Sheila Patek)可能会喜欢尝试用她研究小组的每秒 20,000 帧的摄像机和扫描电子显微镜捕捉这些短暂而罕见的飞行,希拉·帕特克在杜克大学经营着一个专门研究有趣运动的实验室。但是Asphondylia只处于适当的发育阶段,每年 8 月才会在短时间内进行这些跳跃,因此研究人员只有很短的时间来观察它们。经过多年的寻找刚成熟的蛆虫和磨练在摄像机上捕捉这些微小昆虫飞向空中的技术,帕特克的团队终于获得了他们需要的镜头来分解这种奇妙的机制。 那么,没有腿的软绵绵小幼虫——实验室经理格雷丝·法利将其描述为“像小松饼”——是如何在短短 2.5 秒内将其 0.1 英寸长的身体抛出近 5 英寸的呢?一个关键因素是一种虚拟的腿,蛆虫通过将自己弯成环来瞬间形成这种腿。液体在环的尾端积聚,随着身体的这一部分膨胀而产生压力。当这种能量释放时,幼虫就好像有一条腿可以弹起自己。但仔细观察后,帕特克和她的团队发现了更有趣的事情:为了建立所有的张力,幼虫必须能够将它们的顶端和尾端粘在一起。当这种联系最终断裂时,这些类似蠕虫的生物就会飞起来。用电子显微镜检查发现,在粘着的地方有微小的脊线。这些突起可能像尼龙搭扣一样起作用,也可能使用与壁虎脚上脊状突起类似的特性,但它们几乎肯定是这一过程的关键。而这一过程是怎样的:根据林肯大学的共同作者 Greg Sutton 的分析,蛆虫爬行行进相同距离所需能量是蛆虫的 28.75 倍。这就是慢跑一英里和跑一场马拉松之间的区别。该物种并不经常利用这种经济高效的运输方式,因为它们通常待在舒适的虫瘿里,直到长出翅膀。这可能只是它们像一些近亲一样,在陆地上度过更多时间的进化过程中遗留下来的,但令人惊讶的是,如此熟练的跳跃者最终竟然不再需要快速跳跃。 目前,我们只知道这种Asphondylia物种是一种机械奇迹。PopSci评委绝对会给它打出 10 分。 |
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