國際最新研究:毫米尺度葉蟬通過噴射尿滴節約能量

光明網 發佈 2024-04-30T00:08:57.172929+00:00

中新網北京3月1日電 (記者孫自法)施普林格·自然旗下學術期刊《自然-通訊》最新發表一篇物理學研究論文指出,葉蟬能以液滴超推進的方式排出大量排泄物,每天最多達其自身體重的300倍。這項研究發現,葉蟬能利用這一機制噴射液滴,形成「葉蟬雨」,作為節約能量的一種策略。

中新網北京3月1日電 (記者孫自法)施普林格·自然旗下學術期刊《自然-通訊》最新發表一篇物理學研究論文指出,葉蟬能以液滴超推進的方式排出大量排泄物,每天最多達其自身體重的300倍。這項研究發現,葉蟬能利用這一機制噴射液滴,形成「葉蟬雨」,作為節約能量的一種策略。

一隻葉蟬,肛門觸鬚處還有排出的尿滴(圖源:喬治亞理工學院Bhamla實驗室)。 施普林格·自然 供圖

該論文介紹,毫米尺度的葉蟬其飲食結構中有95%的水,且營養成分很低。它們每天的排泄量高達其自身體重的300倍,相比之下,人類每天排泄量只有體重的2.5%左右。為了靠這種飲食方式生存下去,這些昆蟲需要利用大塊肌肉和高效的消化系統提取並過濾大量的植物汁液。

論文通訊作者、美國喬治亞理工學院薩阿德·巴姆拉(Saad Bhamla)和同事合作研究發現,葉蟬會以超推進的方式形成尿滴,作為節省能量的一種策略,這與其他的排泄物處理機制不同,比如蟬科動物使用的噴流方式。超推進現象是指振盪表面能以高于振盪表面的速度向上擠出液滴。本次研究中,他們通過一系列實驗,演示了這些昆蟲能暫時性將肛門觸鬚的頻率調至它們尿滴的頻率,形成單次噴射機制。

論文作者認為,他們這一發現或能啟發以昆蟲為靈感的節能自淨結構和軟體機器引擎的工程學設計。(完)

來源: 中國新聞網

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