
動(dòng)物的尾巴有何妙用呢?據美國加州大學(xué)伯克利分校的新研究顯示,對壁虎來(lái)說(shuō),和大多數動(dòng)物不同,它可能關(guān)系到生與死。
防止垂直跌落
加州大學(xué)伯克利分校的生物學(xué)家發(fā)現,壁虎依靠它們的尾巴防止從垂直的表面跌落,而且如果真的摔了下來(lái),它們也會(huì )依靠尾巴在空中調整自己,就像跳傘運動(dòng)員一樣安全著(zhù)地。這一發(fā)現已經(jīng)幫助工程師們設計出性能更優(yōu)秀的攀登機器人,并可能在無(wú)人滑翔機或航天器的設計中發(fā)揮作用。研究人員表示,或許設計一種靈活的尾巴可以幫助宇航員在太空工作起來(lái)更得心應手。
據加州大學(xué)伯克利分校系統生物學(xué)教授羅伯特·弗爾介紹,早先在壁虎身上所做的實(shí)驗集中在它們獨特的腳趾上,腳趾是揭秘它們爬上墻壁緊貼天花板的關(guān)鍵所在。工程師們受弗爾發(fā)現的啟發(fā),開(kāi)始研制像壁虎一樣的機器人,這時(shí)他們發(fā)現,尾巴可能是防止機器人在它們爬上垂直表面時(shí)傾斜和滑落的“秘密武器”。
尾巴當第五條腿
當弗爾回到實(shí)驗室研究壁虎,尤其是東南亞尾巴扁平的蝎虎,如何利用它們的尾巴時(shí),他們發(fā)現壁虎的尾巴對應付光滑表面至關(guān)重要。弗爾說(shuō):“當我們把所有的壁虎趕上標準的表面時(shí),它們沒(méi)有滑落,而且沒(méi)有用它們的尾巴。但當我們換成光滑的表面時(shí),我們發(fā)現它們有一個(gè)活躍的尾巴,就像第5條腿一樣防止它們向后翻倒!
在高速視頻的幫助下,研究人員發(fā)現,當壁虎的一條腿喪失牽引力時(shí),它會(huì )把尾巴貼到表面以防止向后滑倒直到腳趾再次獲得抓握力。這一切僅需幾毫秒,因為壁虎能以每秒3英尺的速度爬上一面墻,每秒前進(jìn)換腳30次。
能調整落地姿態(tài)
在光滑的墻面實(shí)驗中,弗爾注意到其他一些有關(guān)壁虎在跌落時(shí)的情況。在利用尾巴在空中自我調整后它們幾乎總是四點(diǎn)著(zhù)地。用高速視頻記錄壁虎從一片假樹(shù)葉上翻倒的經(jīng)過(guò),他們發(fā)現這些壁虎轉動(dòng)尾巴以便它們的身體翻轉朝下,然后伸出腿和腳著(zhù)地。由于壁虎典型的能儲存脂肪的大尾巴,這種空中調整是有可能的。
雖然其他研究人員以前就注意到這種著(zhù)地,但弗爾有關(guān)尾巴作用的發(fā)現實(shí)屬首次。弗爾說(shuō):“壁虎在將近70%的試驗中一直保持四肢和脊柱是絕對靜止的,只轉動(dòng)了尾巴直到翻轉朝下!
此外,在面朝下之后,這些壁虎常常用它們的尾巴在空中調整自己,就像一個(gè)跳傘運動(dòng)員朝目標著(zhù)陸區滑行一樣。在風(fēng)洞試驗中,壁虎居然能在氣流中盤(pán)旋并利用它們的尾巴移動(dòng)到固體著(zhù)陸點(diǎn)。
弗爾說(shuō):“這一發(fā)現是基礎研究如何帶來(lái)意想不到的應用的另一個(gè)典范,這些應用包括新的攀登和滑行機器人、高度機動(dòng)性無(wú)人航天器甚至是太空交通工具中的能效控制!(楊孝文)

![]() |
更多>> |
|