1557
需用时 03:06
10
65
酷炫动图(二十六):昆虫篇

本期动图我们将走进昆虫的世界,虫恐患者请谨慎观看。

例行警告:前方高流量消耗反应,没有连上Wi-Fi的手机党请迅速关闭此页面! 

螳螂“钢管舞”

原理:图中的螳螂怎么跳起了钢管舞?其实它只是失去了平衡而已。在跳跃时,螳螂通过腿部和腹部的配合转动来保持空中的躯干稳定,并准确地落在目标上。而这只螳螂腹部被研究者用胶水粘住以后,由于不能再灵活地调节空中姿态,它的动作也就变得格外狼狈。

虽然大多数人可能很难将螳螂和跳跃联系起来,但螳螂可是跳跃的好手(更多阅读:什么?螳螂也是跳跃高手!)。下面就来看看它正常发挥时的英姿吧:

这才是人家的真正实力!

花絮:和哺乳动物比起来,昆虫跳跃的方式可谓五花八门。比如大齿猛蚁遇到危险时可以对着地面瞬间闭合上颚将自己弹射出去:

录制者Malcolm Burrows et al.

竹节虫行走

原理:这是研究者们通过动作捕捉在研究竹节虫的行走方式。研究结果表明,竹节虫行走时后足和中足承载体重,后足提供大部分推动力,而中足控制速度和方向,行走方式其实和四足动物差不多。多出来的一对前足则主要用于感知。

在这里,研究者们还对竹节虫的运动建立了物理模型,并制造出了用类似方法行走的“机器虫”。对动物行走的研究可以给机器人的设计研发带来很大启发。

根据竹节虫运动建立的模型。

花絮:除了迈着四足步伐的竹节虫之外,昆虫中还真有货真价实的四足动物:斑蝶和蛱蝶的前足极度退化,外观上不仔细观察的话只能看到四条腿,走路也只靠四足。

昆虫界的“四足动物”。图片来自:arkive.org

录制者New York Times

纯天然齿轮

原理:鞘翅瓢蜡蝉(Issus coleoptratus)是目前已知唯一使用齿轮结构的生物。腿部齿轮的相互啮合可以让它们在30微秒之内快速完成准备-弹射的动作,实现精准跳跃。

花絮:北美的轮背猎蝽(Arilus cristatus)也以背上的齿轮闻名,然而它们的齿轮并没有什么卵用。

名副其实的“轮背”。图片来自:entnemdept.ufl.edu

录制者Malcolm Burrows et al.

死亡之爪

原理:一般来说,毛虫都是和平的素食主义者,但凡事总有例外。作为一个与世隔绝的岛屿,夏威夷演化出了一些非常独特的生物,比如几种吃肉的Eupithecia属尺蠖。平时这些幼虫就和大多数尺蠖一样伪装成树枝,但一旦发现其他小生物踏入自己的领地就会像一只魔爪一样伸手抓住猎物大快朵颐。

花絮:有肉食性的毛虫并非仅此一家,有些还非常常见。一些生活在蚁巢的灰蝶幼虫就会猎食蚂蚁的卵和幼虫,很多毛虫还有自相残杀的现象。

录制者NatGeoWild

长牙锹甲起飞

原理:和很多拥有夸张的上颚或头角、头重脚轻的雄性甲虫一样,智利长牙锹甲(Chiasognathus granti)在想要起飞的时候多得费上一点功夫。它们会先摆出合适的起飞姿势,展开翅膀开始扇动,然后蹬地升空。

图片来自:arkive.org

很难想象这种翅身比例的昆虫也能飞行,如果它们像大黄蜂一样常见的话,就会代替后者成为鸡汤文作者的最爱了吧。

花絮:智力长牙锹甲也被称作达尔文甲虫(Darwin's beetle),达尔文第二次搭乘贝格尔号时采集到了这种甲虫,并且记录道“咬人并不怎么疼”。雄性锹甲的上颚主要用来角力,并不具备看起来那么大的杀伤力;相比之下短牙的雌性反而要小心对待,它们的牙齿可是用来咬开木头产卵的。

录制者:BBC

蟑螂钻缝

原理:蟑螂的外骨骼有着极佳的灵活性,可以被压得很扁却毫发无伤,可以挤过身体1/4高度的缝隙,还可以在承受300倍于自身体重的压力下自如地爬行。研究者根据它们的这种特性开发出了能够改变自身形状钻缝的机器人(更多阅读:救援机器人,跟着蟑螂学钻缝)。

实际上,觉得外骨骼动物一定不能灵活改变身体形状是一种直觉性错误;昆虫的外骨骼不是铁板一块,它本身就有良好的形变能力,而且外骨骼的交叠连接错综复杂。对于美洲大蠊这样适应夹缝求生的昆虫来说,它们的外骨骼不是板甲,而更像软质的锁子甲。

花絮:说起钻缝,章鱼就笑了:

录制者Kaushik Jayaram et al.

头上长“草”

原理:有一大类真菌以寄生在蚂蚁身上、通过改变蚂蚁的行为制造“僵尸”闻名。Ophiocordyceps unilateralis(实际上包含复数种类)是其中研究的比较多的一种,主要寄生弓背蚁;动图中的受害者则是某种猛蚁或拟猛蚁,真菌也可能是不同的种类。感染了这类真菌的蚂蚁会对自己的工作弃之不顾,在地面上到处游荡,最终爬到高于地面的植物茎叶上,紧紧咬住植物的茎或叶脉。这时真菌才会彻底杀死蚂蚁然后萌发,将孢子撒向下方路过的蚂蚁。

花絮:在一款游戏《最后生还者》(The Last of Us)中,僵尸并没有采用经典的病毒感染设定,而是和僵尸蚂蚁一样被真菌感染操控了行为的活人。

录制者BBCWorldwide

(编辑:窗敲雨)

文章题图:shutterstock 友情提供

The End

发布于2016-03-08, 本文版权属于果壳网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系果壳

我的评论

深山虫吟

昆虫学硕士

pic