自然界中總是有無數的生命傳奇,比如在近100℃高溫當中“悠然泡澡”的龐貝蠕蟲,一年飛行近3億公裡的雨燕。這些生物,都用自己的“事迹”證明了“大千世界,無奇不有”。
雨燕
而今天咱們要說的這種生物,也用自己的體型飛行距離,證明了何為傳奇,它就是薄翅蜻蜓。雖然不足1克重,但卻能飛行6400公裡,橫穿印度洋,打破了生命極限值。
小小蜻蜓,橫穿海洋蜻蜓應該是我們在生活中經常見到的一種昆蟲了,不過各地對它的叫法有着明顯的差異,比如電燈兒、叮叮貓等指的都是蜻蜓。蜻蜓不僅長相十分出衆,還是一種益蟲,能夠幫助人們捕食蒼蠅、蚊子等生物。
蜻蜓是益蟲
此前,人們一直都認為,隻有鳥類才能夠橫穿海洋,可是越來越多的發現證明大自然的創造力遠遠超乎了人類的想象。2016年時,一位美國的生物學家,在研究南北美洲和亞洲昆蟲樣本的遺傳構成時,有了驚人的發現。
原來,有一種薄翅蜻蜓,在美國、加拿大、日本、韓國、印度等地都有分布,而它的基因圖譜對比顯示,美國的薄翅蜻蜓與印度的薄翅蜻蜓在基因上的相似性極高,這就證明了兩地的蜻蜓可能有着基因交流。
薄翅蜻蜓
因此,科學家立即對西亞地區的部分薄翅蜻蜓進行了追蹤調查,試圖弄清楚它們的飛行軌迹。這批生活在西亞的蜻蜓從當地起飛之後,最終抵達的終點竟然是非洲。這就證明了它們在這期間飛了6400公裡左右,橫穿了印度洋。
穿越印度洋
當然,橫穿印度洋估計還隻是“小試牛刀”。因為咱們在前文中說了,美國的薄翅蜻蜓和印度的薄翅蜻蜓基因呈現出了超高的相似性,這就意味着薄翅蜻蜓可能還曾橫穿了太平洋,實現了超長距離飛行。
重點是薄翅蜻蜓算得上是蜻蜓當中體型很小的一種,體重隻有1克左右。能利用這麼小的身軀,實現橫穿大洋的壯舉,實在是讓人費解。所以科學家就試圖進行研究,找到這家夥如此能飛的原因。
薄翅蜻蜓的體型很小
他們認為薄翅蜻蜓能夠飛這麼遠可能有以下的幾個原因:第一就是他們的翅膀表面積很大,這就意味着它們的飛行高度可以在1000千米以上。
到了這一位置,薄翅蜻蜓就不需要僅靠個人的努力飛行了,而是可以“搭上順風車”,利用盛行風,一路前進。
其次是由于體型本來就小,沿途大氣中的微生物應該都足夠它們生存的了,所以長距離的飛行不會因無法覓食而死亡。可以這樣一直保持飛行,最終抵達想去的水塘,進行交配産卵。
抵達水塘交配産卵
需要注意的是,薄翅蜻蜓的飛行其實從本質上來說就是一種挑戰極限的冒險,在這個過程中,肯定會有大量的蜻蜓死亡。但是由于繁殖的數量很多,所以最終還是有幸存者成功到達了目的地。
薄翅蜻蜓
值得一提的是,除了薄翅蜻蜓在長距離飛行方面讓人們大開眼界以外。蜻蜓目生物本身的飛行能力就很強,一直都是科學家十分關注的對象。
蜻蜓的飛行能力不知道大家有沒有仔細觀察過蜻蜓的飛行,往往感覺前一秒它還在高速振動翅膀進行飛行,下一秒卻能夠“淺踩刹車”,穩穩地懸停在空中。然後愣了幾秒,等需要飛行的時候又能迅速轉變為飛行狀态。
資料顯示在昆蟲界中, 蜻蜓是飛行時翅膀扇動次數最少, 30~50 次/秒, 飛行速度是最快的。可長距離飛行, 還可以随意改變方向并加速, 沖刺飛行速度可高達 40米/秒。
蜻蜓振動翅膀
由于這些特性,蜻蜓一直都被稱為是翼昆蟲界的戰鬥機。因為它的飛行,主要是通過膜翅震動産生局部不穩定氣流,然後再利用這個氣流産生的渦流上升,進行飛行。
蜻蜓的超強飛行能力,從本質上來說,與它的翅膀關系最大。因為它的飛行行為其實并不複雜,就是靠着翅膀拍打,偶爾也能伸直雙翅向前飛行。可别小瞧蜻蜓這薄如蟬翼的翅膀,它雖然看起來十分輕薄,但是實際上相當柔韌,有着非常可觀的強度。
薄如蟬翼的翅膀
正是因為這樣,翅膀才能幫助蜻蜓實現盤旋、滑行等多種動作,甚至能讓它在飛行過程中快速的更換方向。比如當蜻蜓懸停飛行的時候,它會通過改變前後翅的相位差來獲取升力,當後翅以四分之一周期領先前翅的拍動頻率時,升力達到最大。
翅膀的構成
除此之外,蜻蜓的翅膀還具備自我清潔的能力。由于蜻蜓喜歡生活在溫暖潮濕的地方,所以其翅膀必須要能抵得住雨霧的侵襲。如果說一被打濕,就需要晾幹或者長期恢複,那麼對它而言是非常不利的。
翅膀有防雨功能
所以蜻蜓的翅膀在長期的進化當中,很早就形成了抗粘附、難潤濕的特性,其膜翅表面的構成不僅能讓水帶走污染物,還能時刻保持幹燥性。
要知道,以咱們上文中介紹的薄翅蜻蜓來說,它的體重不足1克,這是它飛行的優勢,因為體重小阻力就小。可如果翅膀被打濕,增加了許多不必要的重量,那麼其飛行的速度和飛行的距離都會受到影響。
蜻蜓翅膜表皮最外層分布一薄密柱狀蠟質材料層, 厚度約為0.6μm, 大約是翅膜表皮厚度的三分之一,可以有效地防水。
蠟質表面
當然根據科學家的研究,蜻蜓翅膀還有抗疲勞特性、消振降噪特性等等,這都是它在漫長進化當中摸索出來的優勢,它也利用這些優勢進行了超長距離飛行。
如果我們可以根據這些特性,進行仿生研究,制造出仿生撲翼飛行器,制造出類似于蜻蜓翅膀和飛行機理的飛行器,那麼将會為生物科技帶來很大的進步。
從蜻蜓的飛行中獲得靈感
除了翅膀和飛行特性能夠為人類提供啟示之外,蜻蜓的存在還有許多價值,具體可以分為四個方面,分别是内禀價值、經濟價值、生态價值和社會價值。
蜻蜓的價值首先來說說内禀價值,這一價值不以人的意志為評價标準,主要是看物種自身延續所創造的價值。根據現有的記錄來看,全世界的蜻蜓目大約有39科686屬6258種。蜻蜓很早就誕生了,并且曾在食物鍊中成為了佼佼者。
蜻蜓的種類很多
比如二疊紀時期的巨型蜻蜓,其翼展能達到70多厘米,雖然外形和現在的蜻蜓差不多,但是這龐大的體積卻是讓人很恐懼。
巨型蜻蜓
其次是蜻蜓的經濟價值,部分地區有食用昆蟲的習俗,比如巴西、墨西哥、剛果等國家。目前已知可食用的蜻蜓大概有58種,其中包括黃蜻、紅蜻、長角亞春蜓等。但是人們一般隻會食用蜻蜓的稚蟲,因為其體内富含豐富的營養物質。
炸蜻蜓
蜻蜓的經濟價值還體現在藥用方面,在《名醫别錄》《本草綱目》當中都有記載蜻蜓入藥的方法,在中醫的眼中,這是不可多得的養生藥品。
第三是蜻蜓的生态價值,這一點我們在前文中就有提到,蜻蜓從本質上來說是一種益蟲。并且它對栖息的環境往往有着特殊的要求,這就導緻現在人們常常将其當成監測生态環境是否合格的指示生物。
用蜻蜓檢驗生态
最後就是蜻蜓的社會價值了,蜻蜓在與人類相處的過程中,一直都深受大家的喜愛,在文學、美術領域留下了濃重的一筆。比如在宋代的詩詞當中,就非常喜歡描寫蜻蜓,還賦予了它“蓼花有情,蜻蜓無意”的意象。
蜻蜓與詩歌
這樣來看,蜻蜓不僅讓我們見識到了生命的極限操作,還讓我們見識到了它獨特的美。不過,大家還是要愛護蜻蜓,見到它的時候不要去捕捉它,讓它在自然界自由地翻飛吧!
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