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海蝴蝶像昆虫一样在水下飞翔

点击量:   时间:2017-08-22 07:07:03

作者:Sandrine Ceurstemont Alexander Semenov /科学图片库这些美丽的带翅膀的海螺因其优雅的外观而备受推崇,被称为海蝴蝶现在事实证明,它们与昆虫分享的不仅仅是一个名字 - 它们像苍蝇或蓟马一样在水下拍打它们的翅膀小型蜗牛Limacina helicina位于北极和南极的寒冷水域它们沉重的外壳使它们在静止时像岩石一样下沉 - 除非它们分泌粘液网,使它们漂浮在水面上它们还配备了翼状附属物,可以让它们游泳但究竟他们​​如何击败他们的翅膀以及它们如何让他们移动是未知的现在,巴尔的摩约翰霍普金斯大学的David Murphy和他的团队首次捕捉到自由游动海蜗牛有翼运动的细节(见上图)他们在坦克中设置了四个高速摄像机,聚焦在每边约2厘米长的水立方体上为了追踪机翼周围的水流,他们将微小颗粒混入海水中,并使用两个激光照亮它们然后,他们在水箱中放出20只海螺 - 鉴于它们有多么脆弱,本身就是一个壮举 - 并希望它们中的一些会在镜头前“飞”有三次,其中一次游过小体积 “我们很幸运,”墨菲说,“他们在视野中是正确的”他们看到的让他们感到惊讶大多数浮游动物使用它们的附属物作为桨将它们推入水中,依靠阻力移动但是,海蜗牛像果蝇一样拍打翅膀,产生升力 “当我看到它的翼尖以相同的八字形图移动时,我有一个'啊哈!'时刻,”墨菲说尽管腹足动物和昆虫与5.5亿年前的共同祖先不同,但海螺使用了苍蝇使用的相同的拍击和甩动机制,这包括将它们的翅膀放在一起然后迅速将它们分开这表明在类似的运动技术上的进化收敛以在类似的环境中移动由于它们的体积很小,在海水中遇到的惯性和粘性力的平衡与空气中的苍蝇相似检查海蜗牛翼击也可以帮助我们更好地了解昆虫飞行像果蝇这样的昆虫如此快速地拍打翅膀 - 每秒200次 - 很难追踪空气动力学海螺慢得多,每秒约五次 “我们能够看到动物翅膀尖端的漩涡,就像这样做,”墨菲说在海蜗牛中看到的一个独特的特征是它的身体的音高由于它在水下“飞行”,每次机翼击球时,它向前和向后倾斜大量,每个方向最多60度,而飞行昆虫保持身体相当静止墨菲认为这个动作可以帮助它将它的翅膀定位在水中,因此它不必在每次冲程中移动它们,从而赋予它流体动力学优势研究海洋动物游泳技术的南佛罗里达大学的Brad Gemmell认为,独特的推进机制可以纳入微型飞行器的新设计中 “动物已经有数百万年的选择压力,有助于测试和设计最佳策略,以及如何使用相对较少的能量在流体中移动,”他说期刊参考文献:实验生物学杂志,DOI:10.1242 / jeb.129205阅读更多:打破飞行规律;长途:蝴蝶和飞蛾如何远距离更多关于这些话题: