科学家观察到三种新粒子 更好地理解夸克如何“成群结队”形成复合粒子
2022-07-08 17:18:43
着实令人震惊，这种昆虫的后腿居然有机械齿轮！你可能觉得机械齿轮是人类发明的一种精巧的装置，用来连接两个旋转表面，使它们能够同步运转。
但是你知道吗？在大自然中，也有一种昆虫拥有真正的机械齿轮——它就是跳叶蝉（Issus，译名较为多样，也有叫飞虱）。跳叶蝉是一种常见的欧洲昆虫，体长约3毫米，生活在树叶上。它们可以快速地向前跳跃，以逃避天敌或寻找食物。为了实现高效和精确的跳跃，它们需要保证两条后腿同时发力，并且以相同的速度和角度伸展。如果后腿之间有微小的时间差或方向偏差，就会导致跳叶蝉失去平衡或偏离目标。
(资料图片仅供参考)
那么，跳叶蝉是如何做到这一点呢？答案就在它们后腿与身体相连处——每条后腿上都有一排细小而均匀的齿状突起，在跳跃前会紧密地咬合在一起。这些突起就像人造的齿轮一样，可以使两条后腿完美地同步运动。
这项惊人的发现是由英国剑桥大学的生物学家格雷戈里·萨顿（GregorySutton）和马尔科姆·伯罗斯（MalcolmBurrows）报道在《科学》杂志上。他们使用电子显微镜和高速摄像机对跳叶蝉进行了仔细观察和分析，并证实了它们后腿上存在着功能性的机械齿轮。
萨顿和伯罗斯发现，在这个昆虫每条后腿上都有10到12个锥形齿状突起（每个约80微米宽），并且数量和形状都完全相同。当跳叶蝉准备跳跃时，两条后腿会靠拢并将齿状突起对准咬合。然后，在30微秒（百万分之一秒）内，两条后腿同时发力，使齿轮转动并推动身体向前。这样，跳叶蝉可以达到每小时14公里的速度，并跳跃出自身长度的200倍。
这种在生物体上发现的机械齿轮物种，是大自然中唯一发现的一种，也是昆虫界中最复杂的结构之一。让人不免惊叹大自然的奥秘和神秘，以及生物进化的惊人能力。萨顿和伯罗斯认为，这种机械齿轮可能是跳叶蝉为了适应快速而精确的跳跃而独立演化出来的，而不是与其他物种共享的特征。
不过，这种机械齿轮并不是完美无缺的。它们只存在于幼虫阶段的跳叶蝉身上，成虫则没有。原因可能是幼虫更需要快速逃避天敌或寻找食物，而成虫则可以依靠翅膀飞行。此外，机械齿轮也很容易损坏或卡住，如果其中一颗齿状突起断裂或变形，就会影响整个系统的运作。因此，在成长过程中，跳叶蝉会逐渐放弃使用机械齿轮，并改用神经系统来控制后腿同步。
总之，跳叶蝉是一种令人惊讶和敬畏的昆虫，在它们微小而平凡的身体里隐藏着一个精妙而独特的机械装置。让我们真的无比好奇大自然中到底存在着多少无数未知和奇妙的现象等待我们去发现和探索。也会更加好奇生命到底如何起源？复杂生命更是如何起源？
生命是如何从简单的细菌演化到令人敬畏的复杂性？为什么我们与蘑菇有着相似的细胞？
有生物学家从生物能量学的角度，揭示了一个惊人的真相：复杂生命的起源只发生过一次，而且是由于一次罕见的内共生事件。这个事件打破了细胞能量代谢的限制，使得复杂细胞能够拥有更多的基因、更高的代谢率和更强大的适应力。这些特征决定了复杂生命共有的一套细胞特性，从有性生殖到细胞凋亡。
而我们人类在宇宙中的意义和未来，
也更加扑朔迷离了