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蚱蜢、蝗虫和直翅目的其他成员是地球上最熟练的跳跃昆虫之一。虽然它们的三对腿都由相同的部分组成,但后腿在跳跃时有明显的变化。蚱蜢的后股骨就像健美运动员的大腿。
这些强壮的腿部肌肉使蚱蜢能够以很大的力量推离地面。要跳跃,蚱蜢或蝗虫会弯曲后腿,然后迅速伸展后腿,直到接近脚趾。这会产生巨大的推力,将昆虫发射到空中。蚱蜢只需跳跃,就可以跑很多倍于身体长度的路程。
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跳蚤的跳跃距离可达其身体长度的100倍,但不像蚱蜢那样拥有强健的腿部肌肉。科学家们用高速摄影机分析跳蚤的跳跃动作,用电子显微镜在高倍镜下观察跳蚤的解剖结构。他们发现跳蚤可能看起来很原始,但他们使用复杂的生物力学来完成他们的运动壮举。
跳蚤的弹性垫不是肌肉,而是由一种蛋白质resilin制成的。resilin垫的功能就像一个拉紧的弹簧,等待根据需要释放储存的能量。当准备跳跃时,跳蚤首先用脚和胫骨(实际上称为跗骨和胫骨)上的微小刺抓住地面。它用脚推动,释放树脂垫中的张力,将巨大的力传递到地面,实现升力。
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跳蚤有时被误认为是跳蚤,甚至在冬季栖息地被称为雪蚤。它们的长度很少超过1/8英寸,如果不是因为它们习惯于在受到威胁时将自己抛向空中,它们很可能会被忽视。跳马因其不同寻常的跳跃方式而得名。
在它的腹部下,一条弹簧尾隐藏着一个尾巴状的附肢,称为尾骨。大多数情况下,通过腹部的销钉固定住了漏斗。这只甲状旁腺被拉紧。如果跳尾鱼感觉到一个即将到来的威胁,它会立即释放出尾蚴,尾蚴以足够的力量撞击地面,将跳尾鱼推向空中。使用这种弹射器动作,弹尾可以达到几英寸的高度。
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跳蛛以其跳跃能力而闻名,从它们的名字可以猜到。这些小蜘蛛在空中飞舞,有时从相对较高的表面飞舞。在跳跃之前,他们会在基底上系上一条丝绸安全线,以便在需要时爬出危险。
与蚱蜢不同,跳蛛没有肌肉发达的腿。事实上,他们的两个腿关节甚至没有伸肌。相反,跳蛛利用血压快速移动它们的腿。蜘蛛体内的肌肉收缩,并立即迫使血液(实际上是血淋巴)进入其腿部。血流量的增加会导致腿部伸展,蜘蛛会飞到空中。
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点击甲虫也能飞到空中,将自己抛向高空。但与大多数其他冠军跳远运动员不同,点击甲虫不使用它们的腿跳跃。它们因在起飞时发出的咔哒声而得名。
当点击甲虫被困在它的背上时,它不能用它的腿翻身。然而,它可以跳跃。甲虫不用腿怎么能跳呢?喀嚓甲虫的身体被整齐地分成两半,由一条伸展在铰链上的纵向肌肉连接在一起。一个销钉将铰链锁定在适当的位置,伸展的肌肉在需要时储存能量。如果咔嗒甲虫需要快速调整自己,它会拱起背,松开钉子,然后砰的一声!随着响亮的咔哒声,甲虫被发射到空中。在半空中进行了几次特技旋转后,咔嗒甲虫落地了,希望能用脚着地。
资料来源:
“对于跳高跳蚤来说,秘密就在脚趾上,”Wynne Perry,2011年2月10日,LiveScience。
“春尾巴”,大卫·J·设特拉尔和詹妮弗·E·安顿合著,2015年4月20日,俄亥俄州立大学昆虫学系。
“不使用腿的跳跃:点击甲虫的跳跃在形态学上受到限制,”Gal Ribak和Daniel Weihs,2011年6月16日,PLOSone。
“蚱蜢”,由恩波利亚州立大学的朱莉娅·约翰逊创作。
昆虫学百科全书,作者:约翰·L·卡皮内拉。
昆虫:结构与功能,R.F.查普曼著。
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