10只普通跳蚤被带到了英国剑桥实验室塑料底板的玻璃瓶中,由高速摄像机日夜拍摄它们尝试跳跃逃生的场景。一般来说跳蚤能跳到自身体长38倍的高度,即7.62厘米,跳跃加速度达到100G(一般人耐受5G加速度就晕过去了)。% p) E1 o& u* o
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跳蚤为何能跳那么高?《实验生物学杂志》上的一篇论文认为跳蚤将能量储存在足部,在蹬地时释放出来,如同把自己变成一架弓弩。其实这个问题几个世纪以来一直困扰着博物学家。1664年英国物理学家虎克(Robert Hooke)第一次将跳蚤放在显微镜下研究,由于跳蚤一跳只需千分之一秒,他只能猜测它每次都使用全部的6条腿积蓄力量蹦高;300年后的二十世纪60年代,英国爱丁堡大学的生物学家Eric Lucey用当时最先进的、每秒能拍摄上千幅画面的高速摄像机拍摄了跳蚤跳跃的情形,根据这个影像,当时也在爱丁堡大学的昆虫学家Henry Bennet-Clark认为跳跃瞬间产生的力量百倍于其肌肉能够实际提供的力量,他注意到跳跃前跳蚤将后腿向身体弯折十分之一秒,解剖后在其腿部发现了“节肢弹性蛋白”,或许能够储存跳跃能量。英国博物学家Miriam Rothschild也持相似看法,不同的是他认为跳蚤的发力点在类似“膝关节”处,而Bennet-Clark则认为是在类似“足关节”的地方。可惜当时的影像太模糊,以至无法确定谁才是对的。
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现在,利用当今的先进摄像机,生物学家Sutton和Burrows发现,跳蚤似乎或者同时用膝和足发力,或者只用足发力,两种跳跃效果相同。而数学模型证明实际的跳跃是靠将能量输送到腿末端,也就是”足关节“处来完成的。
: v: J& H; _1 {) @# D研究者进一步推断跳蚤的节肢弹性蛋白呈三明治般的层叠状来储存能量,防止腿部断裂,这一结构可以应用在机器人研究方面。但跳蚤如何收紧和放松他们体内的”弹簧“?如何精确控制两条腿同时动作以防止跳起来时打转?这些还不得而知。
) m3 f, n- B, f/ ?+ C刊物:《纽约时报》2月10日导读者:daiwq原文:请看这里(果壳环球科技观光团微博 http://t.sina.com.cn/guokrdigest )南通0 |