蛙并不是像早期研究描述的那样,仅用脚部接触水面完成跳跃,而是腹部“噗通”一下快速而短暂地沉入水中——仅几分之一秒,然后再用腿蹬水,将自己弹起。
图片来源:杰克·索哈(JakeSocha)
如果从合适的角度将一块扁平的石头掷向池塘,它会以一系列平滑的弹跳动作掠过水面。长约3厘米的蝗蛙似乎也能以类似的、好似违背物理定律的优雅姿态在水面上滑行。然而,当美国弗吉尼亚理工大学的工程系研究生塔莉亚·韦斯(Talia Weiss)用高速摄像机拍摄这些蝗蛙时,她看到了意料之外的画面。
在最近发表于《实验生物学杂志》(Journal of Experimental Biology)的一项研究中,韦斯和合作者以每秒500帧的速度拍摄了蝗蛙在水面上移动的过程。通过慢速播放录像,研究人员发现,这些蛙并不是像早期研究描述的那样,仅用脚部接触水面完成跳跃,而是腹部“噗通”一下快速而短暂地沉入水中——仅几分之一秒,然后再用腿蹬水,将自己弹起。
图片来源:杰克·索哈(JakeSocha)
与冠蜥在水面上疾行不同,这些蛙是在快速地进行“海豚式跳跃”——在游动过程中从水中跃起。韦斯表示,它们腿部的动作可能太慢,无法实现真正的水面跳跃。她解释道:“要在水面上跳跃,必须在每次接近水面时将腿缩回并准备好再次蹬腿。但这些蛙根本没有为着陆做准备,更像是‘噗通’一声将腹部沉入水中。它们收腿的速度不够快,无法立即从水面再次起跳。”
芝加哥大学的生物物理学家贾丝明·尼罗迪(Jasmine Nirody,未参与该项研究)表示:“动物快速地运动可能会造成视觉误导。”
新的摄像技术揭示了蛙类的实际行为。通过仔细分析这些动作,“我们可以思考一下,如何将这一跃水策略应用于各种仿生机器人。”她补充道,“如今,我们知道下一步该从何着手了。”
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