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漂浮在水面上的“迷你小舟”

2017-08-03 13:41  来源: 科普中国-科学原理一点通

在很多公园的湖面上,我们都能看到一种半翅目昆虫——水黾。它们的身材十分苗条,还有修长的腿脚,身穿黑褐色的“礼服”,看上去就像一艘艘“迷你小舟”,在平静的湖面上滑来滑去,很有绅士风度。

 

终生“水上漂”的昆虫

 

水黾属于水生的半翅目类昆虫,通常生活在平静的水面或者平缓的溪流上,也能在陆地上生活一段时间。它们的身体轻盈而细长,前腿比较短,可以用来捕食猎物;中腿和后腿较细长,还长着具有油质的细毛,可以有效地防水,并且帮助它们漂浮在水面上。

别看水黾的个头不大,视力却很好,特别是位于单眼两侧的复眼非常发达。它们的翅膀发育各不相同,有的水黾翅膀完全发育,甚至可以飞行;有的水黾却完全消失,或者发育不全。影响水黾翅膀发育的主要因素是幼虫阶段的光照强度,

水黾几乎终生都浮漂在水面上,因此人们又称它们为“水上漂”。它们利用修长的腿脚漂浮在水面上,如果想要滑行,它们便会将前足高高举起,用中足和后足快速滑动。

平时,水黾静静地漂浮在水面上,姿态十分优雅。如果发现有掉落水中的昆虫,或者发现一些小昆虫的尸体,它们便会快速游过去,享受一顿美餐。

还有一些特殊的水黾,它们的腹部变短,能够在湍急的山溪甚至开阔的洋面上生活。

 

漂浮在水面上的水黾

 

揭秘水黾的“轻功”绝技

 

水黾最出名的就是它们的“轻功”绝技,修长的腿能够像桨一样在水中滑行,也能够帮助它们在水面上快速“飞奔”。为什么水黾能够在水面上来去自如呢?

生物学家研究后指出,水黾的浮力主要来自它们修长的足。由于水黾的足表面上生长着一些微毛,而微毛表面具有疏水性的油脂包裹。这种特殊结构的腿能够在水面张力的作用下产生浮力,从而支撑起它们瘦小的身体,让它们能够像“迷你小舟”一样漂浮在水面上。

还有一些科学家认为,水黾之所以能够漂浮在水面上,是因为它们的腿上长有数以千计分层排列的微刚毛,这些刚毛的直径不超过3微米,并且在表面形成螺旋状纳米结构的沟槽。这些沟槽能够吸附空气形成一层稳定的气垫,让水黾平衡地漂浮在水面上。

无论水黾能够漂浮在水面上的内在原因是什么,科学家们都对它们十分感兴趣。

美国麻省理工学院的数学家约翰·布什就曾指出,对于水黾腿上纳米刚毛的疏水性研究,能够研究人类更好地了解刚毛对水表面张力、流体阻力的影响规律,还有可以帮助人类在未来设计出新型的水上交通工具,比如无舷船舶等。此外,这方面的研究还有助于新型防水纺织口的生产,甚至让人类实现“水上漂”的梦想。

 

水黾在水面上行走自如

 

本作品为“科普中国-科学原理一点通”原创 转载时务请注明出处

 

作者: 科学原理一点通   [责任编辑: 吕芮光]