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由昆虫“发明”的机械齿轮

时间:2013-09-25 19:53:18  来源:  作者:

         研究人员有时会向自然界寻求工程设计的灵感,例如,模仿蝇类翅膀的扑动来制造会飞的机械装置。但在有些时候,研究人员会发现所谓人类的发明——例如经典的螺丝与螺帽系统——已经在很久以前就被进化过程“设计”出来了。Malcolm Burrows和 Gregory Sutton报告了一个全新的例子,而它正属于后面的(且较罕见的)一种情况:一个被称作伊苏斯的在植物间蹦跳的昆虫属中的成员在它们的后腿中就有着能够像机械齿轮那样相互啮合并旋转的互动性齿轮。研究人员对一种特别的叫做Issus coleoptratus的昆虫拍摄了高速视频并发现,这种飞虱在其后腿的被称作转节的节段上有一个弯曲的狭条,上有10~12个轮齿。

 
据研究人员披露,这一动作将该昆虫的后腿紧紧地耦合起来,确保其双腿在跳跃的过程中能同步移动,且两腿之间运动的时间差在几个微秒之内。他们的发现表明齿轮——曾经被认为是人类的发明——实际上在自然界中演化了出来,且它们在跳跃于植物间的昆虫的自然行为中扮演着一种基本且具功能性的作用。因为若虫在其蜕皮时似乎修复了对其齿轮的任何损坏,Burrows和Sutton提出,这样的维护很可能是为了保持这些齿轮继续转动所必需的。
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