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壁虎神奇攀爬者垂直墙壁上移动最大生物

2018-11-08 22:55:22
壁虎因其能附着在各种表面的卓越能力而闻名于世,人们认为它们是神奇的攀爬者。事实上,它们也是能在垂直墙壁上移动的最大生物,一项新研究总结认为之所以会出现这一现象是因为随着动物体积的增加,其比例限制也会加强。 壁虎之所以拥有令人印象深刻的攀爬能力,是因为它们脚底的脚垫上有数十亿像头发丝一样的微小结构,这种结构如此微小以至于分子间所谓的范德华力变得无法被人忽略起来。其它类似于蜘蛛、蟑螂、甲壳虫、蝙蝠、树蛙和蜥蜴等动物也具备这样的能力。虽然从很多方面来说它们是完全不同的动物,但它们都拥有大小不同的黏腻脚垫。 剑桥大学的动物学家及其同事一起测量了225种动物脚垫相对于其体表面积的尺寸,这些动物从螨虫到壁虎应有尽有。他们发现螨虫身上的附着性脚垫需要的体表面积比壁虎的附着性脚垫需要的体表面积少200倍。根据这一相似率,蜘蛛侠如果想要在垂直的建筑之间攀登,那么他的脚垫面积必须覆盖自身体表面积的百分之四十才行。 另外一名共同作者Walter Federle在一项新闻发布会上说道:“如果一个人想要像壁虎那样爬墙,那么我们将需要非常大的黏腻脚垫(相当于欧码145码或者美码114码的鞋子)才行。” Labonte表示,这是因为一只动物体积增大的同时,其每份体积分到的体表面积会减小。一只蚂蚁的体表面积很大,但它的体积非常小,而一只大象的体积非常大,其体表面积却没那么大。一只动物越大越重,那么它在攀爬垂直表面时所需的附着力也越大,但它却没有长出必需大脚垫所需的体表面积。在这些条件的限制下,一只壁虎就成为能附着在垂直表面的最大动物了。 不少科学家因此研制了受生物启发的粘合剂。到目前为止,该粘着剂仅适用于面积较小的区域,剑桥大学的这一研究解释了这种情况发生的具体原因。 当然,大脚垫并不是动物攀爬的唯一测量。研究人员们发现树蛙进化出了更黏腻的脚垫而不是更大的脚垫。如果科学家们能梳理出树蛙们做到这一点背后的具体机制,那么未来我们将多拥有一种研发更强有力粘合剂的方法。
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