飞行界的王者:蜻蜓,科学家研究多年仍未完全搞清其奥秘
泉眼默默地珍惜着涓涓细流,树影映照水面,爱恋着温柔的阳光。小荷花刚刚露出尖尖的蕊尖,一只蜻蜓已落在上面。
——宋 杨万里《小池》
还记得我们小时候学过的这首诗吗?诗中提到蜻蜓栖息在莲花尖上飞行界的王者:蜻蜓,科学家研究多年仍未完全搞清其奥秘,其实就是蜻蜓喜湿习性的表现。
不知道有没有朋友和我一样,小时候经常做的一件事就是用铁丝或者细竹片绕成一个大一点的圆圈,固定在一根长杆上,再在上面缠上蜘蛛网,然后捉蜻蜓。
如果当时有人说:蜻蜓吃蚊子,那我们可能就不会那么疯狂地去比赛,也不会去比赛。现在我依然觉得我抓到了它们(虽然我还是不明白当初我们为什么抓到它们)。这得益于它们出色的飞行能力,堪称飞行界的王者。
蜻蜓
蜻蜓为无脊椎动物,属肉食性昆虫,主要以苍蝇、蚊子、叶蝉、马蝇、小蛾子等各种农林牧业害虫为食,因此对人类来说是一种有益昆虫。
蜻蜓是比较原始的生物,种类相对其他昆虫来说比较少,全世界只有三大超科。虽然现在的蜻蜓体型小、重量轻,但在远古时期其实并不是这个样子的。
蜻蜓自距今约3亿年前的石炭纪开始,就广泛存在于自然界中。根据体型大小,蜻蜓被称为“巨型蜻蜓”。这个“巨型”到底有多大呢?它的翼展可达95厘米,是名副其实的空中“巨无霸”。
前面提到,蜻蜓喜欢湿润、稍暖的环境。一般来说,蜻蜓喜欢聚集在有水的地方,卵也是在水中产下,需要完成初期发育(蜻蜓幼虫也在水中捕食)。这种产卵方式被称为“蜻蜓掠水”。
更有意思的是,当蜻蜓拒绝不喜欢的雄性时,它们有时会采取一种更极端、更可笑的方法:装死。
它们会在飞行途中突然从空中坠落,然后装死以逃避追求者。所以如果你看到蜻蜓无缘无故从空中坠落,请不要惊讶,这可能意味着它仍然想保持单身或已经有伴侣了。
人类除了利用蜻蜓的生命轨迹探测水质、环境污染等之外,还研究过蜻蜓的飞行原理,早期人类的飞行器就是参考蜻蜓慢慢实验、制造出来的。
然而,蜻蜓飞行的许多秘密经过多年的研究仍未被科学家彻底弄清。
优秀的传单
不得不承认,在自然界中,我们往往会对那些天生拥有飞翔能力的生物抱有一些幻想和羡慕,因为“飞翔”这个美好的愿望从古至今屡见不鲜,甚至直接被神话了。因此,天生拥有飞翔能力的生物总是让人向往(或者也许不是蜻蜓的生活习性,这无所谓)。
为了实现人类的飞翔梦想,许多人研究过不同种类的飞行动物如何在空中自由活动的秘密。
蜻蜓飞行只需要很小的推力,利用翅膀的震动产生涡流,使身体升起,因此可以在空中悬停,并在很短的时间内加速。它们可以向上、向下、向前、向后、向左、向右等任意方向飞行,有时甚至可以来个180度的急转弯。它们的灵活性很强。这与它们的翅膀有很大关系。
蜻蜓有四只大而薄的翅膀,形成网状结构。蜻蜓的前翅和后翅的运动并不均匀。
相反的是,这四只翅膀可以独立飞行,互不干扰,上下左右移动都不是难事,只需调整一只翅膀就能快速改变方向(此外,腹部的形状也能改变飞行方向和速度),速度甚至可以达到每小时50公里蜻蜓的生活习性,这多重特性加起来,让它成为飞行界真正的王者。
蜻蜓的翅膀上有两个结构,翅结和翅痣。“翅痣”比其他地方要粗一些飞行界的王者:蜻蜓,科学家研究多年仍未完全搞清其奥秘,颜色也不同,虽然个头不大,但在这个位置可以增加薄薄的翅膀的重量,这是保证翅膀不会因为快速飞行带来的“震动”而折断的关键。
人类直升机借用蜻蜓的造型,利用尾翼在飞行过程中保持机身的平衡。受到“翼鼹鼠”的启发,在飞机的每侧机翼上都增加了平衡重物,以消除颤振,防止机翼因高速飞行剧烈震动而折断,降低由此引发空难的概率。
尘埃猎人
上一篇文章提到了小时候捉蜻蜓的经历,虽然过程充满期待与喜悦,但现在回想起来,会发现我们捉蜻蜓的成功率并不高。
如果假设我们挥动蜘蛛网捕捉蜻蜓的概率是100%,那么我们借助工具捕捉到蜻蜓的概率很可能不到30%(参考文献太少,时间也相隔太久,可能会有差异),这个捕捉率相当低。
蜻蜓捕食的成功率则相差甚远,研究发现,蜻蜓每天大约要吃掉30-100只蚊子,捕捉成功率可达90%-95%,如果运气好的话,基本相当于“箭在弦上”。
由于它们的眼睛是复眼(由28000个小眼组成,是世界上眼睛最多的昆虫),所以整体很大,几乎占据了整个头部,能把大多数东西都放进眼睛里,实现“四面八方看”。
蜻蜓的视野非常宽广,这让它们能够准确地锁定目标,准确识别出大多数的潜在威胁,除了飞行能力极强之外,这也是它们狩猎成功率高的重要原因之一。