作者:Andrew D. Straw 来源:《当代生物学》 发布时间:2010-8-23 16:09:31
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苍蝇利用边缘线确定飞行高度

 
这些体长不过几毫米的小虫飞行起来,人类都自叹不如。
 
不管你怎么讨厌那些嗡嗡作响的果蝇,你都得承认,它们一个个都是飞行方面的行家。它们能敏捷地躲开人类的“追杀”,甚至比我们的喷气式战斗机还要精巧。不过一项最新的研究或许能帮助你捉住苍蝇。
 
这项研究揭开了苍蝇所掌握的一项简单的飞行技巧,那就是如何设定自己的飞行高度。过去,科学家认为昆虫是通过光流现象来选择自己的飞行高度的,这和人类驾驶飞机时发生的现象有点相似。
 
当我们的飞机处在低空时,地面的景色变化速度和我们的飞行速度一致;但当飞机攀升时,地面的运动却好像慢了下来。2007年“光流模型”被提出来之后,科学家认为昆虫也会遵从这一模型。它们以地面景观的移动速度为参照物,进而相应地调整自己的飞行高度,来避免撞上什么东西。
 
“光流模型”也的确帮助人们解释了蜜蜂的一些反常的行为。比如它们会经常撞向平如镜子的水面,或者在被顶头风阻挡时降低飞行高度。但这一模型还从未在自由飞行的昆虫中得到验证。
 
美国加州理工学院的神经生物学家Andrew Straw把一个风洞改装成一个“昆虫竞技场”。他们把果蝇放到了风洞里,然后制造出变化多端的情景,观察果蝇的飞行行为。
 
当果蝇飞到半空时,科学家们就向地面投射运动的条纹,并和果蝇的飞行速度保持同步,使得果蝇误以为地面是静止的。按照“光流模型”,果蝇应该下降以使地面重新运动起来。但奇怪的是,果蝇对此无动于衷。
 
Straw和他的同事又试了一些其他的东西,比如用投影机把风洞的一部分用阴影遮盖起来。果蝇旋即飞向了明暗的交界线,但却对地面上条纹的移动毫不关心。
 
“这让我们感到十分惊奇。”Straw说,“不管我们把阴影投射在天花板上还是地面上,果蝇总是飞向明暗交界的边缘。”
 
Straw认为,苍蝇的飞行并不遵守“光流模型”。不管地面怎么移动,苍蝇都是根据水平的边缘线来决定自己的飞行高度的,比如桌子的边缘、树顶等。它们可能需要利用这种趋边缘的特性来寻找一个合适的落脚点。研究小组将这一结果发表在最近出版的《当代生物学》(Current Biology)期刊上。
 
美国康奈尔大学的神经生物学家Cole Gilbert认为,这个结果可能对“光流模型”产生了冲击,但也并不是什么爆炸性的新闻。早前就有人发现蛾子也会利用边缘线确定自己的飞行高度。“这个结果扩展了人们对昆虫飞行机制的认识,趋边缘飞行模式很可能是昆虫飞行的普遍规律。”Gilbert说。
 
同时Gilbert也认为,这一研究结果可能会给仿生学家提供一些帮助。工程师们早就在尝试研制一些模拟苍蝇飞行的机器人了,但一直没有什么进展。“或许我们还能从这些小虫子身上学到更多的东西。”Gilbert说。(来源:科学时报 丁佳)
 
 
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