高速攝像機顯示蛆蟲可形成「瞬態腿」以跳躍到空中

2021-01-13 太平洋電腦網

儘管很難想像蛆蟲等蠕動爬行的動物擁有跳躍相關的能力，但杜克大學的科學家們，還是對黃花癭蚊的幼蟲進行了一番細緻的觀察。 由高速攝像機拍攝的畫面來看，這種蛆蟲確實能夠躍過遠超其身體長度的距離，這就是所謂的「瞬態腿」功能。此前，科學家們已經通過現代高速攝像機捕捉過許多有趣的生物學知識，比如研究毒蛇、閃電、甚至人類是如何打噴嚏的。

科學家不斷向自然界尋找靈感（圖自：杜克大學，via New Atlas ）

杜克大學的這項研究，希望揭示可追溯到幾十年前的一個神秘理論，即黃花癭蚊的幼蟲，到底是如何上演這般跳動的雜技的。

科學家稱，其實早在 50 年前，大家就已經知曉了無腿幼蟲的跳躍能力，只是不清楚它們到底是如何彈離地面的。

集合高速攝像技術與掃描電子顯微鏡，現在我們終於得以揭開其中的一些秘密。該研究團隊使用了每秒 20000 幀的攝像參數，並經歷了無數個小時來採集素材。

Leaping Larvae（ via ）

觀測期間，這種微小的蠕蟲經常跳出了框架，最遠距離甚至可達自身體長的 30 倍。鏡頭顯示，它們可以捲曲身體，將頭部和尾巴形成一個環狀的弓形。

為實現這一點，蛆蟲會將皮膚粘合到一起，將體內的流體聚集在尾部，直到粘合劑斷裂。此時，鉸鏈機構大約在其身體上方的三分之一處起到了「瞬態腿」的作用。

在釋放的一瞬間，其力道可以傳遞到地板、推動蝸杆並飛向空中。此外電子顯微鏡圖像顯示，其皮膚粘性部分呈指狀鱗片狀，與壁虎腳上的粘性表面極其相似。

電鏡掃描下的鱗片結構（圖自： Duke SMIF / Grace Farley）

顯然，這可以讓蛆蟲實現粘性互鎖，利用類似壁虎的微弱電磁吸引力。至於蠕蟲為何選擇將自己彈射到空中、而不是簡單地爬過水麵，科學家猜測這種運動方法的能量效率是後者的大約 28 倍。

當然，彈跳的技能也可帶來其它益處，比如讓蛆蟲更好地躲避捕食者。最終，這項研究不僅加深了我們對無腿幼蟲和其它昆蟲的類似動作的理解，還為軟體機器人研發提供了新的指導。

有關這項研究的詳情，已經發表在近日出版的《實驗生物學》（ Journal of Experimental Biology ）期刊上。原標題為：《Adhesive latching and legless leaping in small, worm-like insect larvae》

【來源：cnBeta.COM】

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