在武俠影視劇中,我們經(jīng)常能見到輕功非凡的“大俠”在水面上“疾步如飛”的場面,,但現(xiàn)實(shí)中的人們必須得承認(rèn),,生活中的“大俠”再有本事,也不可能像蛇怪蜥蜴那樣,,真的能在水上疾步如飛,。蛇怪蜥蜴為什么就能做到這一點(diǎn)呢?多年以來,,人類在這個(gè)問題上,,開展了成千上萬次探索實(shí)驗(yàn),但也只是在最近,,美國科學(xué)家才解開這個(gè)十分有趣的謎團(tuán),。
如果你見到一只蜥蜴非常從容地從水面上跑過,你一定會(huì)大吃一驚:我不是在做夢吧,?這個(gè)東西怎么能在水上跑而不會(huì)沉下去,?
蛇怪蜥蜴(basilisk lizard)是蜥蜴中的大明星,就是因?yàn)樗幸环N“特異功能”,,可以在水面上疾步如飛——無論是平靜的湖面,,還是流動(dòng)的小溪,這個(gè)小東西都能如履平地,。
蛇怪蜥蜴只能讓人自嘆弗如,。練就這類絕世“輕功”的人,大概只能在中國的武俠小說,、武俠劇中見到,。
那么,蛇怪蜥蜴是怎么做到的呢,?在人類的視野里,比較常見的蛇怪蜥蜴主要有4種,,它們“隱居”的地方,,大多集中在熱帶的中美洲以及南美洲的北部。眾所周知,,有些蜘蛛和昆蟲之所以能在水面自由“行走”,,主要是因?yàn)樗鼈凅w重較輕的緣故,,水面張力和浮力足以將它們托起。但是蛇怪蜥蜴?zhèn)€頭較大,,為什么也能在水面上疾步如飛呢,?
高超的輕功絕活,吸引了人們的興趣,,蛇怪蜥蜴也因?yàn)檫@一本領(lǐng),,得到了“耶穌蜥蜴“的雅號(hào)。
其實(shí),,人類很早就注意到這個(gè)奇怪現(xiàn)象,,也一直在探索這個(gè)秘密,然而在相當(dāng)長的時(shí)間里,,始終不得其解,,只能到《圣經(jīng)》里去找原因。過去的人認(rèn)為,,是上帝賦予了蛇怪蜥蜴這種能力,,因此,蛇怪蜥蜴獲得了另外一個(gè)名字———“耶穌蜥蜴(Jesus Lizard)”,。
隨著現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展,,尤其是仿生學(xué)的飛速發(fā)展,科學(xué)家們對(duì)蛇怪蜥蜴的這一獨(dú)特本領(lǐng)更加感興趣:如果破譯了蛇怪蜥蜴水上飛的秘密,,研制出可以水上飛的機(jī)器人,,那該有多大用途啊,!在對(duì)比研究中,,美國科學(xué)家發(fā)現(xiàn),蛇怪蜥蜴的腳掌底部有類似于葉子一樣的懸垂物,。
現(xiàn)在,,科學(xué)家終于揭開了謎底,他們揭示出蜥蜴每次在水中拍擊腳掌的時(shí)候,,是如何產(chǎn)生強(qiáng)大的上推力的,。這一研究成果最近發(fā)表在《國家科學(xué)研究院進(jìn)展雜志》上。
科學(xué)家解釋說,,一些蜘蛛和昆蟲可以在水面行走,,主要是因?yàn)樗鼈凅w重很輕,不足以大過液面表面張力,。
但是,,這種蜥蜴與之不同,它們體重比較大,,有長長的身子和大大的腳,,在它們腳掌底部有類似于葉子一樣的懸垂物,,在陸地上行走時(shí),這些懸垂物就收起來,,可是,,一旦遇到危險(xiǎn),跑進(jìn)水里的時(shí)候,,這些懸垂物就張開,,使腳掌與水面的接觸面積大增。但僅憑這一點(diǎn),,蛇怪蜥蜴仍然不可能在水面上跑的,,它們肯定使用了獨(dú)特的水上行走技術(shù)。
科研人員將蛇怪蜥蜴在水面跑的全過程用高速攝像機(jī)拍了下來,。
蛇怪蜥蜴小的不到2克重,,大的體重超過200克,但無論大小,,它們都具有只用后肢在水上飛跑的能力,,速度可以達(dá)到每秒鐘1.5米,能在水面連續(xù)跑4.5米左右,,然后前肢沉入水中,,變成游泳姿勢。大多數(shù)動(dòng)物如果跑進(jìn)水里的話,,前肢會(huì)立即沉到水里,,因?yàn)楹完懙夭灰粯樱谒?,基本上沒有什么支撐,,也沒有多大阻力。
哈佛大學(xué)有機(jī)與進(jìn)化生物研究生托尼婭.赫塞表示,,她和她的導(dǎo)師喬治.勞德曾對(duì)蛇怪蜥蜴做了水上拍照實(shí)驗(yàn),。他們?cè)谒乩锓湃胍恍┛煞垂獾牟A⒘#脽艄庖徽?,這些微粒就會(huì)閃光,。然后將蜥蜴放入池中,將它在水面跑的全過程用高速攝像機(jī)拍下來,。由于水里有玻璃微粒,,所以他們可以更清楚地觀察蜥蜴在水上跑的動(dòng)作,計(jì)劃出蜥蜴后肢踩水時(shí)產(chǎn)生的力,。
錄像顯示,,蛇怪蜥蜴在水上跑的每一步動(dòng)作可以分成三部分:拍擊、撲打、還原,。
通過拍照實(shí)驗(yàn),科學(xué)家發(fā)現(xiàn),,當(dāng)蛇怪蜥蜴拍擊水面時(shí),,腳主要是垂直運(yùn)動(dòng);撲打時(shí),,腳主要向后運(yùn)動(dòng),;而在還原過程中,腳抬起,,離開水面,,回到下一步的開始動(dòng)作。在這些階段,,蜥蜴需要產(chǎn)生出足夠的力,,才能保證它跑在水面上,同時(shí)身體直立,。
蛇怪蜥蜴的腳向下拍擊水面,,迫使水下沉或從腳下流走,同時(shí)在腳的周圍形成一個(gè)氣袋,,這個(gè)動(dòng)作產(chǎn)生了一個(gè)支撐力,,這個(gè)支撐力足以使蜥蜴的腳掌向后撲打時(shí)將蜥蜴的身體支撐在水面上。而腿向后撲打又產(chǎn)生了使它前進(jìn)的力,。這種蜥蜴有高超的水面行走技術(shù),,能產(chǎn)生一種類似于斜面支撐力的強(qiáng)大力量使它保持在水面上。
“我們?cè)?jīng)預(yù)料它們產(chǎn)生足夠的力量使其可以在水面上奔跑,。但是,,我們沒料到的是,它還能產(chǎn)生一種軀體中部橫向的力量,。這個(gè)力量可以很好地支撐蜥蜴的軀體側(cè)面,,使它不會(huì)在水面‘翻船’?!焙杖f,。
蜥蜴水上疾跑有點(diǎn)像我們騎自行車,如果你不蹬踏板,,自行車就會(huì)慢慢地停下來,,你就會(huì)翻倒在地。
就像人們?cè)谌彳浀钠矫?,比如在沙地上跑步時(shí)一樣,,身體有向前傾倒的趨勢,蜥蜴也有這樣的前傾趨勢,必須另有某種機(jī)制能讓它保持平衡,。這就是中部向兩側(cè)的支撐力發(fā)揮作用的所在,,這種力幾乎和向正上方的力一樣大,這些力共同作用使它得以具有水上飛的絕活,。
這項(xiàng)研究的獨(dú)特之處在于,,從前所知道的有腿的動(dòng)物行走的原理,都是對(duì)固體表面行走方式的研究,。那些用兩條腿在地面行走的動(dòng)物,,比如鳥和人,向兩個(gè)側(cè)面的支持力很小,,而這種蜥蜴非常特別,,居然能在水面保持平衡,流暢地在水面運(yùn)動(dòng)而不會(huì)翻倒,。赫塞表示:“蜥蜴在水上疾跑有點(diǎn)像我們騎自行車,,如果你不蹬踏板,自行車就會(huì)慢慢地停下來,,你就會(huì)翻倒在地,。如果蜥蜴不在水面上快跑的話,它也會(huì)翻倒的,。所以,,他們需要的就是在跑動(dòng)過程中保持身體穩(wěn)定的力?!?科學(xué)家以前的看法是,,在動(dòng)物起步時(shí),能量是儲(chǔ)存在動(dòng)物的肢體上的,,在后蹬時(shí),,能量釋放出來,幫助將動(dòng)物推向前進(jìn),。但蜥蜴在水面上跑時(shí)不是這樣,,它們的后肢不再有跳躍的功能,后肢的作用更像活塞,,只限于在邁步期間產(chǎn)生力量,。
這項(xiàng)研究結(jié)果提供了確切的深遠(yuǎn)的提示,可以讓科學(xué)家們更好地研究動(dòng)物是如何在不同性質(zhì)的表面上運(yùn)動(dòng)的,。
赫塞表示:“它們每天都要在習(xí)慣的棲息地表面自由地運(yùn)動(dòng),,它們是如何實(shí)現(xiàn)的?它們行走的具體方式我們還知道的很少,?!比绻覀兡軌蚪沂静煌瑒?dòng)物在不同的表面行走的原理,,我們就能將這些原理應(yīng)用于人類,實(shí)現(xiàn)人類在這些表面自由行走的夢想,。到那一天,,人類在水面上健步如飛也就沒有什么奇怪的了。
隱藏信息里含有在哪里可以看到這種蜥蜴,。