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壁虎結合表面張力和腳拍 以保持在水面之上

文章作者:www.utbltn.icu發布時間:2019-10-31瀏覽次數:574

加利福尼亞大學伯克利分校的生物學家說,壁虎以在陸地和空中的雜技表演而聞名,但他們也可以在水面上創造新的超級英雄。

“他們可以以每秒1米的速度爬墻,他們可以滑動,他們可以在半空中扭轉尾巴并在全速葉片下快速翻轉。現在它們可以以每秒1米的速度運行。可以做到;壁虎是一個超級英雄,“加州大學伯克利分校綜合生物學教授羅伯特布朗說。

Full是一篇論文的高級作者,本文將介紹壁虎在本周的“當代生物學”雜志中用于滑水的四種不同策略。第一作者,牛津大學和洛克菲勒大學的生物物理學家Jasmine Nirody與Judy Jinn一起完成了大部分研究,他們都是博士。伯克利學生。

據Full說,他發現壁虎使用的許多獨特的操作和策略,包括他們的腳趾頭發如何幫助他們爬上光滑的垂直表面并將其掛在天花板上。這些發現有助于改善船只的設計。

在共同作者Ardian Jusufi,現任馬克斯普朗克智能系統研究所的生物物理學家和加州大學伯克利分校的另一位博士后,Niroty首先對壁虎的水流行病感興趣。學生們注意到東南亞森林里的壁虎可以在水坑中滑行以逃避掠食者。

實際上,它們可以以每秒近一英尺或三英尺的速度在水上運行,并且可以輕松地過渡到堅實的地面或爬上垂直的表面。水上壁虎沖刺超過許多大型水生專家的絕對游泳速度,包括鴨子,水獺,鼴鼠,海鬣蜥和少年短吻鱷,并且比任何記錄的水面游泳者(快速變換甲蟲除外)相對更快。

她想知道他們是怎么做到的嗎?

昆蟲等較小的動物 - 如蜘蛛,甲蟲和水str - 足夠輕,可以通過表面張力保持漂浮,這使它們可以輕松地滑過表面。較大的動物,例如起飛時的天鵝或蛇怪蜥蜴,甚至海豚在它們的尾巴上升起,迅速攻擊并擊中水以保持在海浪之上。

“大型動物不能使用表面張力,因此它們最終會推動并敲擊表面,如果你做得足夠堅硬,那就是力量,”Full說。

但壁虎中等大小:大約6克(五分之一盎司,或一張紙的重量),它們太大而不能漂浮在表面之上,但太輕以至于不能將它們的身體保持在表面之上而只能擊敗它。

“壁虎的大小將它們放在中間,中間,”Nirody說。 “他們無法產生足夠的力量在沒有下沉的情況下沿著水面跑,所以他們可以在水面上打球真的很棒。”

在南亞和東南亞常見的Hemidactylus platyurus的實驗中,她發現他們實際上至少使用了兩種,也許是四種不同的策略來在水上運行。

她發現表面張力是至關重要的,因為當她使用表面活性劑或肥皂來消除表面張力時,壁虎的效率要低得多:它們的速度只有一半。

然而,即使沒有表面張力,它們也可以像大動物一樣拍打,輕掃和移動四條腿。腿部射擊產生安全氣囊,有助于防止他們的身體完全被淹沒,允許他們在水中小跑,就好像他們在陸地上奔跑一樣。

但它們似乎也使用它們來表面上光滑,防水的皮膚飛行,類似于滑動,但稱為半刨,這是鼴鼠使用的技術。

最后,他們使用尾巴像鱷魚一樣淹死,提供推進和提升和穩定性。

“所有這一切都很重要,壁虎在結合所有這些方面是獨一無二的,”Full說。

“即使我們知道壁虎在他們的武器庫中擁有廣泛的機車能力,我們仍然對它們在水上飛行的速度感到非常驚訝,”Nirody說。 “他們結合這種方法來實現這一壯舉的方式非常值得注意。”

在實驗室里,她和她的同事建造了一個長水箱,將壁虎放在木板上,并被尾巴的觸感震驚了。使用高速視頻,他們能夠密切研究壁虎的技術并估計所涉及的功率。

該研究由國家科學基金會和瑞士國家科學基金會資助。該論文的其他共同作者是加州大學伯克利分校的Thomas Libby和Timothy Lee以及佐治亞理工學院的David Hu。

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