令人震驚,這種昆蟲的後腿有機械齒輪!生命的起源更加撲朔迷離

宇宙的祕密 發佈 2024-03-14T03:11:02.883357+00:00

你可能覺得機械齒輪是人類發明的一種精巧的裝置,用來連接兩個旋轉表面,使它們能夠同步運轉。在大自然中,也有一種昆蟲擁有真正的機械齒輪——它就是跳葉蟬。

著實令人震驚,這種昆蟲的後腿居然有機械齒輪!
你可能覺得機械齒輪是人類發明的一種精巧的裝置,用來連接兩個旋轉表面,使它們能夠同步運轉。


但是你知道嗎?在大自然中,也有一種昆蟲擁有真正的機械齒輪——它就是跳葉蟬(Issus,譯名較為多樣,也有叫飛虱)。
跳葉蟬是一種常見的歐洲昆蟲,體長約3毫米,生活在樹葉上。它們可以快速地向前跳躍,以逃避天敵或尋找食物。為了實現高效和精確的跳躍,它們需要保證兩條後腿同時發力,並且以相同的速度和角度伸展。如果後腿之間有微小的時間差或方向偏差,就會導致跳葉蟬失去平衡或偏離目標。



那麼,跳葉蟬是如何做到這一點呢?答案就在它們後腿與身體相連處——每條後腿上都有一排細小而均勻的齒狀突起,在跳躍前會緊密地咬合在一起。這些突起就像人造的齒輪一樣,可以使兩條後腿完美地同步運動。



這項驚人的發現是由英國劍橋大學的生物學家格雷戈里·薩頓(Gregory Sutton)和馬爾科姆·伯羅斯(Malcolm Burrows)報導在《科學》雜誌上。他們使用電子顯微鏡和高速攝像機對跳葉蟬進行了仔細觀察和分析,並證實了它們後腿上存在著功能性的機械齒輪。



薩頓和伯羅斯發現,在這個昆蟲每條後腿上都有10到12個錐形齒狀突起(每個約80微米寬),並且數量和形狀都完全相同。當跳葉蟬準備跳躍時,兩條後腿會靠攏並將齒狀突起對準咬合。然後,在30微秒(百萬分之一秒)內,兩條後腿同時發力,使齒輪轉動並推動身體向前。這樣,跳葉蟬可以達到每小時14公里的速度,並跳躍出自身長度的200倍。



這種在生物體上發現的機械齒輪物種,是大自然中唯一發現的一種,也是昆蟲界中最複雜的結構之一。讓人不免驚嘆大自然的奧秘和神秘,以及生物進化的驚人能力。薩頓和伯羅斯認為,這種機械齒輪可能是跳葉蟬為了適應快速而精確的跳躍而獨立演化出來的,而不是與其他物種共享的特徵。



不過,這種機械齒輪並不是完美無缺的。它們只存在於幼蟲階段的跳葉蟬身上,成蟲則沒有。原因可能是幼蟲更需要快速逃避天敵或尋找食物,而成蟲則可以依靠翅膀飛行。此外,機械齒輪也很容易損壞或卡住,如果其中一顆齒狀突起斷裂或變形,就會影響整個系統的運作。因此,在成長過程中,跳葉蟬會逐漸放棄使用機械齒輪,並改用神經系統來控制後腿同步。


總之,跳葉蟬是一種令人驚訝和敬畏的昆蟲,在它們微小而平凡的身體裡隱藏著一個精妙而獨特的機械裝置。讓我們真的無比好奇大自然中到底存在著多少無數未知和奇妙的現象等待我們去發現和探索。也會更加好奇生命到底如何起源?複雜生命更是如何起源?

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