让开,娃娃菜。跳跃旋转的新冠军来了——请认识球形春尾虫(Dicyrtomina minuta)。这种微小的六足动物能瞬间完成超过自身高度60倍的后空翻,最近的一项研究揭示了它惊人的跳跃能力。
球形春尾虫是微小的生物,通常只有几毫米长。它们没有飞行、咬人或刺人的能力,但却是杰出的跳跃者。事实上,跳跃是它们防御掠食者的主要机制,它们的跳跃技巧高超,以至于在跳跃时似乎消失了。
“当球形春尾虫跳跃时,它们不仅仅是弹跳,而是在空中翻转——这几乎是现实生活中的刺猬索尼克跳跃,”北卡罗来纳州立大学生物学助理教授、北卡罗来纳自然科学博物馆进化生物学与行为实验室负责人阿德里安·史密斯解释道。“自然,我想研究它们是如何实现这一点的。”
发现球形春尾虫相对简单,因为它们随处可见。参与这项研究的春尾虫通常在12月至3月间活跃。史密斯通过在自家后院的落叶中筛选来收集他的研究对象。然而,下一步证明是相当具有挑战性的。
“球形春尾虫的跳跃速度如此之快,以至于在实时中几乎无法看见,”史密斯说。“用普通相机拍摄,你可能在一个画面中捕捉到它们,然后看到它们消失。如果你放大图像,你可能会发现它们跳跃时留下的微弱蒸汽轨迹。”
史密斯通过使用每秒捕捉40,000帧的相机来解决这一问题。他通过光线或轻轻用画笔戳它们来鼓励春尾虫跳跃。然后,他分析了它们的起跳、速度、距离和着陆技巧。
有趣的是,球形春尾虫并不依赖于它们的腿来跳跃。相反,它们利用一种称为叉状体的特殊附肢,该附肢在腹部下方折叠,末端有一个小的叉状结构。当它们跳跃时,叉状体向下弹出,叉状的末端推向地面,将它们推向多个快速的后空翻。
我们所说的快速是什么意思?
“一个球形春尾虫只需要千分之一秒就能从地面后空翻,达到令人难以置信的368次每秒的旋转速度,”史密斯表示。“它们的跳跃加速速度与跳蚤相似,但它们还增加了令人印象深刻的旋转。没有其他动物能像球形春尾虫那样快速地后空翻。”
此外,这些春尾虫能将自己弹起超过60毫米高——超过自身高度的60倍。有趣的是,它们最常向后跳跃。
“它们可以以一定角度跳跃,稍微向侧面移动,但当它们从平坦的表面跳跃时,主要是向上和向后,而不是向前,”乔治亚理工学院的博士后研究员、该研究的联合作者雅各布·哈里森指出。“它们向后跳跃的倾向表明,这种行为主要是一种生存策略,而不是一种移动方式。”
在着陆方面,它们表现出两种风格:失控和固定。春尾虫有一个粘性的叉状管,可以伸展以抓住表面或停止运动,但史密斯观察到,弹跳和翻滚停下的情况与控制着陆的频率相当。
“这项研究是对球形春尾虫跳跃能力的第一次全面分析,它们所能做到的几乎令人难以置信,”史密斯说。“这提醒我们生活在我们周围的不可思议且常常未被探索的生物。”