壁虎可以直直地爬上墙,但它们真正奇怪的是它们能在水面上奔跑的能力。毕竟,许多动物都能粘在垂直表面上。是的,有些动物可以在水面上奔跑——但像壁虎这么大的动物并不多。这些小蜥蜴必须将三种不同的策略结合成一个统一的动作,科学家认为这在动物界可能是独一无二的。 一群来自世界各地大学的生物学家发现了这一现象,其中一人在新加坡度假时偶然拍摄了视频证据。壁虎能在水面上奔跑真是令人惊讶,因此他们决定更深入地研究它。他们在《当代生物学》杂志上发表了他们的研究结果,要真正理解它们为何如此不寻常,我们必须有点儿研究精神。 如果你——一个正在进化的假想物种——想在水上行走,你可以采取两种主要策略。一种是体型要小,这样你就可以借助水的高表面张力浮在水面上。这就是水上滑行动物和蜘蛛的做事方法。如果你仔细观察漂浮的昆虫,你会发现它们的小腿在水面上产生微小的凹陷——这是它们身体向下压水的力量,但不足以打破表面张力。 另一种策略是体型足够大、肌肉足够发达,这样才能用力划水,从而保持在水面上。天鹅在起飞时会这样做,以便离开水面,而蛇蜥则这样做,以便直立地穿过池塘。这两种动物在每次划水或拍水(是的,这是专业术语)时都有足够的力量将自己推出水面,有效地停留在水面上,而不是游泳。 壁虎的体型不够大,无法产生这种力量,但它们也不够小,无法仅靠表面张力漂浮。那么壁虎该怎么办呢?好吧,两者都有。它们还采用了一种通常用于游泳的策略:摆动。鳄鱼可以通过快速前后摆动它们强壮的身体和尾巴来以惊人的速度推动自己,事实证明壁虎也能做到这一点。 为了弄清楚这一切,研究人员不得不回到实验室,拍摄壁虎实施其奇怪的混合游泳-跑步技术的高速视频。 你可以很容易地看到它们如何用脚拍打水面。这实际上创造了气腔,除了产生向上的力量让壁虎的头部保持在水面之上之外,还有助于壁虎浮在水面上。你还可以看到它们如何用尾巴推动自己向前。你实际上看不到的是第三和第四个因素。让我们从表面张力的影响开始。小动物利用表面张力来保持漂浮,但当壁虎疯狂地挥动腿时,你不一定能看到这种影响。因此,研究人员将壁虎放在肥皂水中。 表面张力之所以起作用,是因为水分子之间的吸引力大于它们与空气之间的吸引力,所以它们会倾向于粘在一起,直到有足够大的力量将它们分开。肥皂可以防止这种情况发生,因为它的一端吸引极性水分子,另一端吸引非极性分子——这意味着它对周围的所有物质都具有同等的吸引力,从而降低了表面张力。 当研究人员将壁虎放入肥皂水中时,壁虎只能以正常速度的 58% 移动,这表明表面张力通常对它们有帮助。 最后一个因素是壁虎的皮肤,它的疏水性极佳,因此可以防水。疏水表面可以更容易地掠过水面,有点像滑水,因为水和疏水物质之间的摩擦力很小。没有这种摩擦力将它们拉回来,壁虎可以更容易地加速并在水面上滑行。 所有这些独特的策略结合起来,使它们在水上奔跑的速度比在水中游泳的速度要快,这可能帮助它们逃脱了数千年来试图捕食它们的掠食者的追捕。碰巧壁虎找到了这个奇怪的利基市场。但是嘿——如果它没坏,就不要修理它。 |
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