小强为啥这么难打?因为它们实在太快了
作為昆蟲界的大殺器,蟑螂常年混跡在人類無法窺探到的“隱秘角落”,偶爾的閃現勢必引發一片嚎叫和追逐。
只是在這場速度的較量中,我們常常落在下風,有時眼看著它們即將命喪于自己的“無情鐵腳”之下,可是這只靈活的小妖精輾轉騰挪間就以你難以想象的速度消失不見。
面對這樣的比賽結果,我們常常產生自我懷疑,究竟是人類的運動能力退化了,還是蟑螂的奔跑速度過于驚人?
人和蟑螂的速度較量,圖片來源《長江七號》
沒有感情的奔跑機器
眾所周知,獵豹是世界上奔跑速度最快的陸生動物,時速高達 120 公里,相當于每秒能跑出體長的 16 倍(16 體長/秒)。
當科學家們將目光轉向昆蟲,尋找昆蟲中的速度之王,蟑螂毫無懸念進入榜單。上世紀九十年代,研究者們著手測定了一些候選昆蟲的奔跑速度,其中美洲大蠊(Periplaneta americana)以 5.5 千米/小時的速度闖進前三甲,位列第三。
美洲大蠊,圖片來源 Wikipedia
第一第二則是兩種澳大利亞的虎甲(Cicindela eburneola 和 Cicindela hudsoni),速度分別達到了 6.8 千米/小時和 9 千米/小時。
虎甲(Cicindela hudsoni),圖片來源
Penn state 蟑螂的速度換算成體長單位后大約為 50 體長/秒,遠超獵豹(16 體長/秒)。
這樣的速度,人類自然無法與之匹敵。世界 100 米短跑記錄保持者博爾特(Usain Bolt)的最高時速為 44.2 千米/小時,約 6 體長/秒,遠不及蟑螂。
因此,蟑螂真可謂是沒有感情的奔跑機器,甚至是處于若蟲階段的小蟑螂,也能以接近成蟲的速度奔跑,可謂是完全贏在了起跑線上。
快速奔跑背后的秘密
科學家們發現,蟑螂會采用兩種跑步方式進行提速和狂奔。起初,它們采用交替的三腳架步態:身體一側的第一和第三條腿與另一側中間的腿同時著地,之后換成另一側的第一和第三條腿與對側中間的腿同時著地,如此循環。
當速度加快時,蟑螂就會改變跑步步態:兩側的第一條腿同時著地,緊接著兩側的第二條腿同時著地,之后是第三條腿。
為什么會有這樣的變化?這樣的變化又有什么用呢?
科學家發現,三腳架步態在一定速度范圍內具有穩定性,使蟑螂能跑得很穩當。一旦超過一定速度,蟑螂雖然可以高速跑步,但因為是以彈跳的形式前進,所以會消耗更多的能量,而兩側腿對稱著地的方式不僅穩定,還能使蟑螂的步幅增加,帶來速度的爆發。
這樣的運動方式甚至給了工程學家啟發,幫助他們設計更有平衡感的快速步行機器人。
蟑螂的運動模式圖,圖片來源ref1
同時,科學家也認為,蟑螂頭部的兩只復眼可以保證它們看到 360 度的影像,雖然圖像并不像人類的視覺成像那么清晰,但敏感度卻十分驚人。
此外,蟑螂頭上的兩條觸須可以幫助它們感受空氣流動的變化,當光影或者空氣震動,蟑螂就可以快速做出反應,進行閃避。
研究者還發現,蟑螂身體體積較小,呈現扁流線型,能有效減少運動過程中的空氣阻力。
并且,靈活的蟑螂可以迅速進行 90 度甚至 180 度的轉彎來調換運動方向,緩沖所需時間非常短。
正是這些身體構造以及運動特性,使蟑螂成為了奔跑速度最快的昆蟲之一。
有如此之多的 buff 加身,蟑螂在與人類的速度競賽中勝出也就理所當然了。只是這種局面并不是人類愿意看到的,畢竟比看到一只蟑螂更可怕的,是眼睜睜看著一只蟑螂在自己眼皮底下成功逃跑。
如今,消滅蟑螂的方法五花八門,但蟑螂本身的繁殖特性保證了自己的族群面對人類的強大攻勢,依然可以不斷繁衍生息。
看來,我們與蟑螂的戰爭,還要曠日持久地打下去。
參考文獻:
[1]AAyali,E Couzin-Fuchs, IDavid,et al.Sensory feedback in cockroach locomotion: Current knowledge andopen questions[J].J Comp PhysiolA201,841-850(2015).
總結
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