[奇怪生物日志220]血肉苦弱机械飞升虫虫版

鞘翅瓢蜡蝉Issuscoleoptratus

这些看似不起眼的小虫虫,是目前人类在大自然中,唯一已知的自带齿轮结构的生物。

这种幼虫前后腿之间有一种半齿轮装置,可以保持协同性,让其跳跃距离能达到其自身体长的100余倍。

鳄鱼具有带有齿轮状突起的心脏瓣膜,但它们没有齿轮状功能。

分布:

十分常见,分布广泛。在古北界西部、近东和北非找到都能够找到它们的身影。

古北界:

全球生物地理区一级区划六大界之一。由撒哈拉沙漠以北的非洲、欧洲大陆、中亚以及包括西伯利亚在内的亚洲大陆北部地区组成。

这些昆虫栖息于在各种木本植物和常见落叶乔木的灌木或叶子上,以及混交林(森林边缘和公园)中。

外貌:

是飞虱属,属于半翅目Auchenorrhyncha亚目Fulgoromorpha。

只有一个相似的物种,I.muscaeformis,但这种物种更为罕见。

可以达到5.5~7.0mm的长度。

主体颜色从浅棕色和橄榄色到接近黑色不等。有的部位呈绿色、黄色或褐色。

头部和眼睛较小,前额的上三分之一通常是深棕色或者黑色,有着较浅色的斑点。

前胸背板较窄。翅膀很坚韧,通常有着显眼的深棕色交叉脉络。

有着性别二态性(俗话说的男女不同),雄性和雌性的前翅静脉不同,雌性的远端会逐渐消失,而雄性的将会逐渐突出。

觅食方面:

像半翅目(人们通常称为“虫”或“真虫”目)的大多数成员一样,它们以用刺吸式口器吸取韧皮部汁液为生。

它们以不同树木的韧皮部为食,例如椴树种、栎树种、桦树种和榆树种等等。

习性:

一年只有一代。

5月~10月中旬可以找到成虫。幼虫经常在常春藤上越冬。

奇特的构造:

在鞘翅瓢蜡蝉若虫的后腿啮合齿轮被发现之前,人们认为只有人类可以制造并使用齿轮。

众所周知,机械齿轮是在公元前300年左右,由居住在亚历山大港的希腊机械师所发明的。

几个世纪以来,这个简单的概念已经成为现代技术的基石,使各种机械和车辆成为可能。

然而,一种被称为鞘翅瓢蜡蝉的3mm长的跳跃昆虫,却在这项发明上击败了我们(调侃)。

英国剑桥大学的一对生物学家MalcolmBurrows和GregorySutton发现:

鞘翅瓢蜡蝉的幼虫可以跳出体长一百倍的距离。类比在人身上,就相当于一个一米八的人可以立定跳远180米。

但是当动作如此迅速有力时,如果两条腿的节奏稍有不同或者用力大小有差异,就会导致它们受力不均,而在空中翻转。

人类立定跳远时左右腿的发力其实是不同步的,力道也有细微差异。

为了完成这一超高难度的“精准跳跃”,鞘翅瓢蜡蝉幼虫的腿需要在30微秒内完成准备-弹射的动作,而据信,仅仅神经细胞是没法做到这一点的。

所以它们究竟是如何做到这一点的呢?

后经研究发现,该物种的幼体有一个复杂的传动系统,可以将它们的后腿锁在一起,使两个附肢在同一时刻旋转,从而快速向前跳跃。

即:齿轮。

鞘翅瓢蜡蝉的幼虫其实是利用齿轮同步腿部肌肉:通过三角形的“齿”互相啮合,使运动实现完全同步。

两个齿轮的旋转速度超过每分钟3.3万转,而齿轮转动的加速度更是可以达到700g,能瞬间把它们加速到每秒3.9米的速度。

这是也人类首次在动物身上,发现齿轮这种机械结构。

通俗讲解:

该种的若虫,在每条后腿的基部都有一个小的齿轮状结构。这些“齿轮”相互啮合,在昆虫跳跃时使腿保持同步,防止偏离跳跃方向。

每条腿都有一条400微米的锥形齿条,节圆半径为200微米,有10到12个完全互锁的正齿轮齿。

这些“齿轮”,可以使它们的后腿保持同步,使该种昆虫能够在两毫秒内,以近400g的加速度准确地沿直线跳跃。

齿轮结构仅在所有若虫身上被发现。

在蜕变成成虫之后,这些“齿轮”则会脱落。成虫将采用不同的运动机制运动。

#奇奇怪怪可可爱爱# 

血肉苦弱,机械飞升!加入光荣的进化吧。

绝对是维克托没跑了哈哈哈哈。

我是奇怪的bot,我们下期再见~

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