作者:冯维维 来源:中国科学报 发布时间:2022/1/21 14:46:24
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研究揭示缨甲快速飞行之谜

 

 

 飞行中的Paratuposa placentis(上)、其翅膀运动的3D重建(中)和气流的可视化(下)。图片来自作者

一种缨甲虫是地球上最小的昆虫,却有着卓越的飞行能力。1月20日发表于《自然》的一项研究表示,这种飞行能力或得益于其独特的飞行模式和轻盈、有毛的翅膀。相关发现有助于增进人们对微观尺度上飞行演化的理解。

昆虫飞行速度一般取决于体型:体型越大,飞得越快。这种差异通常是由空气摩擦限制所致,在极小的尺度上,这种影响通常超越了飞行能力。但一些微型甲虫似乎推翻了这一规律,其中就包括一种缨甲(Paratuposa placentis)。这种昆虫体型小于半毫米(约395微米),但飞行速度能与体型相当于其3倍的甲虫比肩。

俄罗斯莫斯科国立大学的Alexey Polilov和同事对这种缨甲的翅膀结构和移动进行了3D重建。研究结果表明,该甲虫拥有比同等大小的膜翅更轻的缨翅,这种翅膀的移动方式此前是未知的。

Polilov表示,这种缨甲的振翅循环由两次动力半程拍击产生很大的向上的力,随后两次较慢的回复拍击产生较小的向下的力。这一循环增加了翅膀拍击的振幅。而鞘翅(硬化的前翅)起到“刹车”的作用,以阻止过度振荡。缨翅可能比更重的膜翅所需肌肉力量要小,从而抵消了这种独特移动模式带来的任何潜在的需求增加。

Polilov与合作者总结说,这些适应可以解释昆虫在微型化过程中何以保留了卓越的飞行能力,这可能是它们演化成功的一个重要组成部分。

相关论文信息:

https://www.nature.com/articles/s41586-021-04303-7

 
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