我們對許多昆蟲會有厭惡感,因?yàn)檫@些小家伙奇怪的生活方式要么破壞我們的莊稼,要么對人體有害。
當(dāng)然,也有一些昆蟲我們是非常喜歡它們的,這些昆蟲經(jīng)常被我們認(rèn)為人畜無害,比如蜻蜓。
然而,我們可能有點(diǎn)低估了蜻蜓的實(shí)力,它們是肉食昆蟲,有著非常強(qiáng)大的飛行和捕食能力。
【資料圖】
另外,它們的飛行能力還讓人類工程師們爭相模仿,夢想著在自己的機(jī)器上突破飛行極限。
圖注:石炭紀(jì)蜻蜓化石
蜻蜓:最早的飛行動物之一
大約在3億年前,第一批有翅膀的昆蟲開始出現(xiàn),其中就包括蜻蜓,其實(shí)這些昆蟲是最早真正意義上學(xué)會飛行的動物。
這比我們常規(guī)印象中的翼龍(最早學(xué)會飛行的脊椎動物)早了7000多萬年,而比之后有恐龍演變而來的鳥類早了1.5億年。
從出現(xiàn)時(shí)間的角度上來講,蜻蜓有更多的時(shí)間優(yōu)化自己的飛行能力,所以它們成為飛行界的王者不是什么意外的事情。
?現(xiàn)在的蜻蜓,翼展普遍只有5-12厘米,但是從化石中發(fā)現(xiàn),遠(yuǎn)古時(shí)期的蜻蜓翼展可以超過70厘米,這要?dú)w功于當(dāng)時(shí)大氣的高含氧量。
蜻蜓有兩組翅膀,而它們的肌肉可以讓每一對翅膀獨(dú)立工作,隨意改變每一個(gè)翅膀的角度,這讓它們能夠完成一些驚人的飛行壯舉。
它們非常敏捷,可以向前、向后隨意飛行,事實(shí)上它們可以向任何方向飛行,甚至是顛倒過來飛行,以及高速急停并旋轉(zhuǎn)180度,當(dāng)然還可以在一個(gè)地點(diǎn)盤旋一分鐘或更久,就像直升機(jī)一樣。
不僅是敏捷,它們的飛行速度也只能用驚艷來形容,它們的平均巡航速度可以達(dá)到每秒100倍體長的速度。
??而一些大型的蜻蜓的最高時(shí)速可以超過100公里每小時(shí),在許多高速路段,這個(gè)都已經(jīng)是汽車的超速行駛速度,而小型的蜻蜓的速度也可以達(dá)到36-54 公里/小時(shí),是昆蟲界飛行速度最快的選手。
另外,它們飛行的耐力也是讓人意外,有一種分布十分廣泛的蜻蜓——黃蜻(Pantala flavescens),被認(rèn)為是全球遷徙者,它們被觀察到會飛越過印度洋,每年旅行長達(dá)17700公里,是已知遷徙最遠(yuǎn)的昆蟲。
?這樣的飛行能力讓它們成為一個(gè)天生的獵食者。
事實(shí)上,飛行等同于蜻蜓的生命,它們在飛行中完成所有事情(我指的是蜻蜓成蟲),一只停下來的蜻蜓連進(jìn)食都不會。
圖注:蜻蜓和它的獵物
?蜻蜓驚人的捕食能力
我們知道,由于長期的協(xié)同進(jìn)化,任何肉食動物的捕食成功率都不會很高,因?yàn)楂C物會根據(jù)你的捕獵特點(diǎn)變得讓你難以捕捉。
在哺乳動物中,非洲的斑鬣狗可能是捕食成功率最高的物種,它們集體作戰(zhàn),成功率高達(dá)85%,而那些單體作戰(zhàn)的獵食者,捕獵成功率低的驚人,比如老虎,它的成功率只有5%左右。
??如果你看過蚊子在雨天躲避雨水打擊的飛行視頻,你一定會為它們的飛行能力感到震驚,但是強(qiáng)者自有強(qiáng)中手,蜻蜓的典型獵物就是蚊子。
一只蜻蜓一天要吃掉30-100只蚊子,而且它們是單體作戰(zhàn),在飛行中捕捉蚊子,飛行中食用蚊子,有研究發(fā)現(xiàn)它們的捕獵成功率高達(dá)90%-95%。
可能沒有一個(gè)獵食者能比它們的成功率更高了,這讓它們成為一個(gè)非常成功的物種,全球各地都有它們的身影。
當(dāng)然,蜻蜓吃蚊子也不是一天兩天的事,但是蚊子拿它們毫無辦法,只能換一種方式來應(yīng)對捕食壓力——增強(qiáng)繁殖能力,努力讓蜻蜓吃不完。
圖注:蜻蜓的頭部幾乎被眼睛覆蓋
?蜻蜓的成功不僅僅歸功于它們的飛行能力,還有它們的眼睛,如果你觀察過一只蜻蜓的頭部,你會發(fā)現(xiàn),它們的整個(gè)頭部幾乎都被眼睛覆蓋。
它們的復(fù)眼擁有3萬個(gè)小平面,每個(gè)面都攜帶著關(guān)于昆蟲周圍環(huán)境的信息,這讓它們擁有接近360度的視力(只有它們的身后是盲點(diǎn))。
?其實(shí),蜻蜓的這個(gè)眼睛有點(diǎn)像我們走進(jìn)一個(gè)有擁有3萬個(gè)監(jiān)視屏幕的房間里一樣,每個(gè)屏幕都在播放不同的事情,我們肯定是無法處理這么巨大的信息,但是它們做到了。
這是它們成功追趕獵物,以及避免與其他昆蟲在空中相撞的原因之一。
說到蜻蜓的捕食行為,我們還必須提一下它們的幼蟲,蜻蜓的幼蟲是不會飛行的,生活在水中,但也是一個(gè)強(qiáng)大的捕食者。
圖注:蜻蜓幼蟲
?蜻蜓和許多昆蟲一樣,它們一生的大部分時(shí)間都是在水下度過的,一般情況下會在水下生活一兩年(有些會在水中生活長達(dá)6年),經(jīng)歷17次蛻皮后才會上岸變成一位優(yōu)秀“飛行員”。
在水中,蜻蜓幼蟲主要以速度換取成功率,它們的食物包括昆蟲幼蟲、蝌蚪,甚至是同類,你想象不到的是,魚類也在它們的菜單中。
?不僅如此,蜻蜓幼蟲有一點(diǎn)是其它昆蟲難以做到的,那就是它們可以在海水中,甚至是鹽度超過海水的水域中生存和捕食。
如果把人類和昆蟲在數(shù)量上作對比,每個(gè)人可以對應(yīng)2億只昆蟲,但是它們只征服陸地,幾乎沒有在海洋中大顯身手,而蜻蜓好像已經(jīng)不滿足于陸地。
??最后:我們從蜻蜓飛行中學(xué)到什么?
蜻蜓強(qiáng)大的飛行能力,帶給我們許多啟發(fā)。事實(shí)上,我們的工程師一直在想辦法破解蜻蜓飛行的秘密,以便設(shè)計(jì)出更好的飛行設(shè)備。
而經(jīng)過3億年“改進(jìn)”的蜻蜓也從來沒有讓我們失望過,我們從它們身上學(xué)到最出名的一項(xiàng)發(fā)明是防止震顫。
震顫一直是飛行事業(yè)的難題,它的存在會讓人類飛機(jī)的機(jī)翼直接斷裂,很容易造成機(jī)毀人亡。
圖注:蜻蜓翅膀上的黑色翼眼
?不過,同樣的事情也發(fā)生在蜻蜓身上,只是大自然賦予了它們消除震顫的特殊“裝置”——就是它們的每個(gè)翅膀上翼眼。
而工程師們收受到這個(gè)啟發(fā),在飛機(jī)的機(jī)翼上模擬了一個(gè)“翼眼”——焊上一個(gè)鉛重錘,成功解決震顫問題。
其實(shí),不僅是蜻蜓,許多昆蟲都像一個(gè)小型完美的機(jī)器人一樣,我們的許多發(fā)明都是從這些昆蟲身上學(xué)到的,不得不驚嘆大自然的美妙。
[責(zé)任編輯:linlin]
標(biāo)簽: 飛行速度
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