对大多数生物而言,达尔文的进化论都是适配的,但总有那么一些动物天生存在着一些奇特属性,似乎是与进化论格格不入,好像不是地球生物。尤其是在小型动物世界中,这种自带BUG的动物尤其得多。我今天就像整理以下几个特别的。
一.放屁虫
运送卫星的火箭内是什么燃料构成的,你知道么?
现在的火箭动力基本上是液态氢(H2 )和液态氧(O2)以及过氧化氢(H2O2)构成。但在自然界中,有一种小动物,早在几亿年以前就已经掌握了同样的化学方法。甚至,他的身体构造比火箭推进装置更先进。这种动物就是一种叫作气步甲的昆虫,俗称放屁虫。
“放屁虫是无视进化论的虫子”这种虫子身体里有两种酶,氢醌和过氧化氢酶。当它遇到危险时,盛放两种酶的器官会同时打开,将两种物质混合在一起。瞬间产生100℃以上的高温。高温直接将五分之一的液体气化,产生高温。滚烫的液体和蒸汽瞬间喷薄而出。液体中的苯醌具有腐蚀性。喷射到敌人身上时,不仅有高温的物理攻击,还附加毒属性。
这种液体还具有强烈的标记性,因为苯醌本身具有强烈的味道,它附着力和渗透力也很强。一旦中招,味道经久不衰。如果人不小心被这种液体喷入眼睛,视力将受到严重的损伤。
科学家研究发现,放屁虫的液体有时候也会喷到自己身上,因此,放屁虫也进化出坚固的机甲来抵挡腐蚀液体。
攻防一体,因此,放屁虫近乎是它这个体积的生物中无敌的存在。比它大数十倍的青蛙和蟾蜍拿它一点办法也没有,吃到嘴里也吐出来。
有一位麻省理工的飞机专家曾说,如果放屁虫的储存室有一辆汽车那么大,那它爆炸释放出来的威力差不多是200颗手榴弹同时爆炸的威力。轰炸机上如果设置这样的化学反应间,那么将会飞得更高、更远。甚至可以飞入太空。
二.蜻蜓
科学家们至今也没能理解关于蜻蜓飞行的一系列问题。比如说,如果某种昆虫的翅膀小巧灵活,那它就很难具备长途跋涉的能力。可蜻蜓却出乎意料。
在蜻蜓飞行的时候,不仅能够凭借小巧的翅膀完成各种高难度的飞行动作。甚至,蜻蜓能够飞越太平洋。这是其它昆虫无法同时兼顾的。
蜻蜓的飞行能力太强了。举一个简单的例子,当我们在面对蚊子的时候,如果没有电蚊香和驱蚊液的帮助,我们想要抓住蚊子必定会浪费很长时间,但蜻蜓会表现得很特别,当它盯上某只蚊子的时候,基本就等于被宣判了死刑。因为蜻蜓可以做到急停以及倒退飞行等动作,这是蚊子做不到的。
在飞行急停方面,其它生物或飞行器都会有一个减速缓冲过程,但蜻蜓说停就停,主要是因为它的四个翅膀是独立工作。同时,科学家还在蜻蜓身上发现了解决气动性力学的重点难题——颤振。
颤振是指弹性结构在均匀气体中受到空气动力、弹性力以及惯性力的耦合作用而导致大幅度的震动。
在飞机飞行中,如果出现颤振,飞机机翼出现大幅度震动。这将会导致飞机散架。随着飞机的速度越来越快,颤振现象将越来越严重。蜻蜓的强悍飞行能力给了人以启发。蜻蜓是如何在翅膀如此轻薄的前提下还能够保证相对高速的飞行?
原来,蜻蜓身上有一个叫作翼眼的加厚区域。这种结构看起来是毫不起眼,可恰恰是因为他的存在,消除了蜻蜓在高速飞行时所面临的颤振。蜻蜓翅膀对颤振的帮助除了可以解决飞机的飞行,还可以运用到其它研究上面。尤其是在气动弹性力学之中,比如在潜水艇或轮船提速方面都需要用到。
三.蜘蛛
提到飞行,有一种动物是出乎你的意料的,那就是蜘蛛。没错,就是那种八条腿的小虫子,它也是会飞的。
事实上,在科学界,蜘蛛能够飞行并不是新闻。达尔文在1839年发表的著作小猎犬号航海记中记载了他在航行世界期间的所见所闻。其中就有提到,他看见数百只小蜘蛛在空中飞行并降落在船上。当时船还在海上,距离陆地数百公里远。
关于蜘蛛的飞行,目前有两种说法。有的人认为蜘蛛飞行是靠风力。另外的人认为静电才是蜘蛛飞行的动力。你觉得是哪种呢?
柏林工业大学的空气动力学工程师Moonsung Cho把14个蟹蛛安置在柏林公园的一个小小的穹顶结构上,观察了蜘蛛的起飞。发现蜘蛛在起飞之前,蜘蛛为了安全起见,会放下一段丝线作锚。接着它们会伸出一只前腿测试风速和风向。
如果风力正合适的话——对这些蟹蛛来说,就是不高于3.3m/s且朝上吹——它们会扳直身体,撅起屁股对着天,喷出50到60根纳米级的丝线将自己托上天。
蜘蛛竟然进化出了这么一手——它们竟然能够御风而行!从物理学角度来讲,这种飞行方式之所以能起作用,是因为同空气的黏稠度相比,蜘蛛的丝线实在是太细了。蛛丝的直径甚至低于可见光的波长(400-700nm)。这种纳米级的蛛丝是如此轻薄,它们借助空气的黏稠度就能滞空。
另外一派不同意这种意见,因为他们观察到,即便在没有风的情况下蜘蛛也能浮空。认为静电力才是飞行的动力。英国科学家做过一个实验,研究人员将蜘蛛放到一个完全没有空气流通的塑胶盒子里。将人工电磁场的开关开启后,发现蜘蛛腿上的细毛就会像人类的头发一样竖起来。没多久后,蜘蛛就在盒子中飞起来了。而将人工电磁场关闭后,蜘蛛就会落下来。
所以,蜘蛛可以先利用地球上的静电力起飞,而风力作为辅助可以让蜘蛛飞的更远。蜘蛛的这个本领也许可以让我们在仿生学上走得更远。
四.螳螂虾和枪虾
这两种虾放在一起提是因为他们的表现都超出人类的认知。他们都能制作出非常罕见的物理现象。
首先是螳螂虾,这种动物从外观上看五颜六色,花里胡哨的。但跟我们平时吃的皮皮虾很像。实际上,它跟皮皮虾还真的有亲戚关系。可以说是一种有特殊技能的皮皮虾。
其实,不管是螳螂虾还是皮皮虾,都不是真正的虾,属于虾蛄。属于生物学里的节肢动物门——软甲纲——口足目的动物。
皮皮虾是口足目的口虾蛄。而枪虾是口足目指虾蛄。螳螂虾能张到30厘米多。是一种非常古老的动物。除了五颜六色的外观,螳螂虾能够飞弹出去。
它们具有像鼓槌一样的前抓,凭借一块马鞍型的弹片,螳螂虾在不到0.3毫秒的时间内,螳螂虾就能从静止加速到100公里/小时。诸如贝壳螃蟹之类的靠护甲的动物就成了螳螂虾的猎物。没什么是螳螂虾一拳搞不定的。
接着说一下手枪虾,手枪虾跟螳螂虾相比,体型上要小的多,大约只有3—5厘米左右。不过,这种虾是真正的虾。
手枪虾的两个签字一大一小。大的签字一侧有凹槽,另一侧有凸起,需要发射的时候,钳子打开,凸起卡进凹槽里。这样,就把凹槽里的水打出去了。
考虑到子弹速度,那恐怕不是水枪那么简单了。水弹速度能够达到100公里每小时。跟螳螂虾出拳的速度差不多。这么一个高速水弹打晕小鱼小虾都是小意思。而且还是远程攻击。更令人惊奇的是,这么快的速度,可以在水里形成一个真空泡。在水压的作用下瞬间向内坍缩。周围的水以极高的速度撞向核心。产生巨大的能量。继而出现类似爆炸的效果。
这在自然界非常罕见。坍缩出现的声音能达到200分贝,在一瞬间能够达到7000多度,非常惊人。这在物理学中叫惯性约束。就算水弹没有击中猎物,还有冲击波的二次伤害。
同样,螳螂虾出拳的时候,也能打出空化气泡,只不过气泡并不像手枪虾的那样飞出去。
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