一提到跳蚤,人們就會頓生厭惡。它傳播鼠疫,危害人體健康。不過從仿生學(xué)的觀點來看,跳蚤也有“功”。
跳蚤的種類很多,全世界約有1100種。跳蚤身長只有0.5至3.0毫米,體重僅200毫克左右,但它彈跳的高度可達到350毫米,堪稱跳高冠軍。更令人驚奇的是,跳蚤每4秒跳一次,能連續(xù)不斷地跳78小時,垂直起跳所用的力為其自身體重的140倍。
跳蚤形態(tài)簡單,性能復(fù)雜,骨骼異乎尋常。它的骨架由柔軟無色的幾丁質(zhì)組成,外面包著一層薄薄的褐色膜,全身有19個可自由活動的關(guān)節(jié),頭部6個,胸部3個,腹部10個。跳蚤的外廓呈弓型,身體特別扁,側(cè)面對抗力很大,因此有時用手指也難以把它碾死。
跳蚤起跳時,像是剛出膛的槍彈,速度極快,即使用高速攝影機拍攝,也只能拍到它跳躍的模糊身影。飛機若以如此之快的速度飛行,飛行員定會因腦血管崩裂而喪生。
但跳蚤卻毫無損傷,因為它沒有血管,體內(nèi)充滿血液。血液是一種由氨基酸、蛋白質(zhì)、脂肪和無機鹽組成的營養(yǎng)液,它體內(nèi)的各種器官就浸泡在這種營養(yǎng)液中。
跳蚤的心臟也很特別,像一串佛珠,從頭一直延伸到腹部。流經(jīng)它的血液不僅為內(nèi)臟提供養(yǎng)分,對震動和撞擊還有緩沖作用。由于心臟的跳動和它跳的頻率毫無關(guān)系,所以,即使連跳幾十次,它的心跳都不會加快。此外,跳蚤全身分布著許多氣管,各部分都能得到足夠的氧氣。
跳是跳蚤的特征。但科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn),跳蚤根本不是“跳”。原來,跳蚤的祖先是一種有翅膀的昆蟲。會飛的昆蟲靠有彈性的膠狀蛋白質(zhì)使翅膀快速擺動,拍打空氣,從而產(chǎn)生空氣動力。
科學(xué)家把這種比任何橡膠彈性都好的物質(zhì)稱為“萊西林”。由于跳蚤長期寄生在哺乳動物和鳥類身上,它的形態(tài)幾經(jīng)演變,翅膀已經(jīng)退化和消失,翅膀上的萊西林轉(zhuǎn)到毗鄰的大腿上。
跳蚤大腿上的肌肉主要用于繃緊萊西林,當(dāng)萊西林收縮時,便產(chǎn)生一股強大的爆發(fā)力,使跳蚤像離弦之箭,被彈升到幾十厘米的高處。
跳蚤身上的科學(xué)啟發(fā)科學(xué)家開始研制垂直起落的飛機。萊西林之謎一旦解開,弄清其化學(xué)結(jié)構(gòu),就可以著手進行人工模擬,人類也許有可能像昆蟲、鳥類一樣自由自在地飛翔了。
發(fā)明與創(chuàng)新·中學(xué)生2015年4期