
蚊子可能很煩人,攜帶疾病,吸血的害蟲,但他們有一對沒有其他動物的才能:他們既可以走上牆壁又可以在水上行走,一項新的研究揭示了他們如何管理這些馬戲團的壯舉。
其他昆蟲,例如蒼蠅,也可以熟練地縮放牆壁,顛倒的表面,但是當他們在水面上下車時,它們是性腺。還有另一組昆蟲,尤其是水撇水者,可以輕鬆滑過池塘,但是如果它們試圖沿著牆壁走路,它們會落在背上。
但蚊子有能力站在兩個表面上;牆壁和天花板是逃避捕食者的好地方,而池塘和其他水體是蚊子產卵的地方。
麻省理工學院數學家戴維·胡(David Hu)指出,許多昆蟲從水中進化出來,他已經廣泛研究了水步兵,但蚊子繼續將其一部分生命週期花在水中。
“它們是天生的水下,並且有幼蟲階段,所以他們必須在水面上產卵,”不參與新研究的胡告訴生活學。
那麼,蚊子如何在如此不同的表面上保持穩定?
頭髮和凹槽
蚊子具有特殊的腳墊,類似於蒼蠅的腳墊,這些腳墊具有僵硬的刷毛狀結構,稱為剛毛,可輕鬆地粘在垂直和顛倒的表面上。
但是剛毛在水上沒用。
水在水面上漂浮的水梯,等待其他昆蟲掉入並提供美味的零食,是動物王國的供水專家。微小的頭髮覆蓋每一英寸他們的腿,使水很難穿透。
蚊子缺乏這些頭髮,但是它們確實有小凹槽,裡面裝有覆蓋腿的空氣口袋。水的表面張力使水很難滲入凹槽,使蚊子高高乾燥。
胡說:“凹槽越小,水穿透越困難。”
這項新研究發表在《雜誌》七月號上物理評論e,發現單個蚊子可以支撐蚊子體重的23倍。
水坑
當水梯或蚊子站在水上時,它們的腳在水中產生了一個酒窩,水的表面張力使它們保持浮動。
胡說:“ [水]試圖最大程度地減少其與空氣的表面接觸區域。” “這意味著它傾向於像蹦床一樣,”向下彎曲並支撐昆蟲的重量。
不幸的是,相同的原則使大型動物(例如人類)不可能站在水上。物體或動物越大,其表面積相對於其重量越小,因此可以利用的表面較少表面張力水以支撐其體重。
鬍子說:“如果計算腳的大小,則必須在水上支撐體重,這就像一公里。”
因此,如您所知,如果您試圖從游泳池的邊緣走進水中,那麼您將大大飛濺。
胡說:“我們很大,以至於基本上表面張力對我們來說毫無意義。” “但是當你[小昆蟲]時,這意味著一切。”