蟋蟀青蛙在水面上的移动常常被比作在水上行走的行为，但最近的研究揭示了不同的视角。
青蛙真的能在水面上行走吗？
各种青蛙的物种以其独特的侧跳能力和能够从池塘表面跳起，仿佛那是坚实的地面，吸引了众多人的想象。其中，位于维吉尼亚州和北卡罗来纳州的一种物种是蟋蟀青蛙。这些青蛙的运动方式可能为机器人技术、水下航行器等的进步提供有价值的见解。
机械工程的萨缪尔·赫里克教授杰克·索查领导着一个研究团队，研究蟋蟀青蛙独特的“滑行”能力，这种能力描述了它们不断跳跃的模式。研究小组的发现详细描述在《实验生物学杂志》中，研究生塔利亚·维斯是首席作者。
“滑行”并不是一个明确的术语，用来描述这一行为——一位自然主义者在1949年创造了这个词来描述青蛙在水面跳跃，之后它在文献中被用在这个语境中，”维斯解释道。“我们工作的部分内容不仅包括分析蟋蟀青蛙的这种行为，还包括改进‘滑行’的科学定义。
它们是如何做到这一点的？在研究中，索查的团队发现，尽管许多人相信这些青蛙可以在不下沉的情况下穿越水面，但实现这一壮举可能需要非常特定的解剖特征。蟋蟀青蛙相比其他青蛙有什么独特的特点呢？
“我们的实验室研究了多种动物，其中许多在环境中展现出有趣的运动方式，”索查表示。“熟悉的蟋蟀青蛙就栖息在我们的后院，但它以其卓越的能力让我们感到惊讶，进一步激发了我们探索自然世界的渴望。
快速青蛙的高速摄影
蟋蟀青蛙是北美最小的青蛙之一，轻松能坐在成年人的拇指上。为了捕捉它们的运动，团队利用高速摄影技术。他们记录了青蛙在固体地面和水中的跳跃，仔细观察它们在这两种环境中的腿部动作。
研究结果表明，这些青蛙在每次跳跃时确实会下沉。虽然“滑行”一词暗示它们可以自由地跳跃，仅脚部接触水面，但拍摄的录像显示了不同的故事。索查、维斯和同事发现，在跳跃落地后，青蛙的整个身体会下沉。它们的行为更像是一系列突然的水花，而不是在水面上优雅的舞蹈。对其运动的更恰当描述可能是“翻腾”，类似海豚或鼠海豚从水面下跃起的方式。
从水下发力
蟋蟀青蛙在水面上优雅跳跃的错觉主要源于它们的迅速运动。
为了记录这种极其快速的行为，团队设置了一个20加仑的玻璃水箱，并将青蛙释放在里面。高速摄像机每秒可捕捉高达500帧画面，固定在水箱一侧，拍摄水上和水下的动作。当青蛙跳起时，团队记录了它们的逃脱。
生成的录像被显著减慢了。在复查时，研究人员惊讶地发现青蛙确实是下沉的。
“动物的快速运动是多么容易误导了我们，”索查指出。“在这种情况下，我们被一只看起来在水面上跳跃的青蛙所欺骗，实际上它是在快速进行一系列的跳跃和下沉。虽然青蛙以其跳跃能力而闻名，但很少有青蛙展现出这种翻腾行为，而原因仍不清楚。它是它们跳跃技术的独特方面，还是仅仅与它们的体型小有关？”
通过慢动作分析，团队成员研究了青蛙如何收回和伸展四肢。他们还发现，青蛙身体与水面接触的角度影响其维持平衡的能力。研究人员将每个跳跃周期分类为：
- 起飞，从水下位置发起
- 空中阶段，跳跃后在空中的时间
- 重新入水，回到水面接触
- 恢复，为下一次跳跃重新调整
在一点多秒内，一只青蛙将自己从完全浸入的状态弹起，伸展脚部将身体推至水面以上。在空中，它的后腿保持伸展，前腿从身体侧收拢变为向前伸展。在重新入水时，前腿最先接触水面，而后腿在开始下沉时仍然伸展。当它沉入水中时，后腿弯回变为跳跃位置以准备下一次跳跃。
这一动作与翻滚入水非常相似。
团队记录了青蛙连续执行最多八次跳跃的实例，每次都在一秒钟之内完成。
揭开滑行的神秘面纱是生物科学的一次重大突破，但它也暗示了新的可能性。这一见解可以为生物启发的机器人设计提供灵感，例如快速可部署的水质检测系统或用于测量水深的水陆两栖无人机。这些未来的创新可以从青蛙使用了数千年的验证自然方法中得到启发。
