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“凌波微步”的蜥蜴

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在武侠片中经常能看到某位轻功非凡的大侠从水面上一跃而过,但地球人都知道,现实生活中,大侠再有本事,也不可能像蛇怪蜥蜴那样,在水面上疾走如飞。那蛇怪蜥蜴为什么就能做到这一点呢?美国的科学家揭开了这个秘密。

蛇怪蜥蜴绝对是蜥蜴中的大明星,因为它可以在水面上疾走如飞。无论是平静的湖面还是流动的小溪,它都如履平地。

人们都知道,某些种类的蜘蛛和昆虫是可以在水面上跑的,但这些动物一般都比较小,也就是说,水面张力和浮力足以将它们托起。可是蛇怪蜥蜴的个头与之相比要大得多,它为什么也能在水面上疾走如飞呢?

破译这种蜥蜴“水上飞”的秘密,显然有助于更好地理解物理学,将来可以据此研制水上机器人,甚至让人类实现“水上飞”的美梦。

水上飞跑:每秒能跑1.5米

比较常见的蛇怪蜥蜴有4种,它们的分布范围在热带的墨西哥、中美洲,一直到南美洲的北部。

蛇怪蜥蜴有长长的身子和大大的脚,在它们脚掌底部有类似于叶子一样的悬垂物,在陆地上行走时,这些悬垂物就会收起来,可是,一旦遇到危险,它就跑进水里,这些悬垂物就张开,使脚掌与水面的接触面积增大。

蛇怪蜥蜴小的不到2克重,大的体重超过200克,但无论大小,它们都具有只用后肢在水上飞跑的能力,速度可以达到每秒钟1.5米,能在水面持续跑4.5米左右,然后前肢沉入水中,变成游泳姿势。

“轻功”原理:有点像骑自行车

哈佛大学有机与进化生物研究生托尼娅·赫塞和她的导师乔治·劳德进行了一项实验。他们在水池里放入一些可反光的玻璃微粒,然后将蜥蜴放入池中,将它在水面跑的全过程用高速摄像机拍下来。由于水里有玻璃微粒,他们可以更清楚地观察蜥蜴在水上跑的动作。

蛇怪蜥蜴在水上跑的每一步动作可以分成3部分:拍击、扑打、还原。拍击水面时,脚主要是垂直运动;扑打时,脚主要向后运动;而在还原过程中,脚抬起,离开水面,回到下一步的开始动作。

赫塞分析认为,蛇怪蜥蜴的脚向下拍击水面,迫使水下沉或从脚下流走,同时在脚的周围形成一个气袋,这个动作产生了一个支撑力。这个支撑力足以在蜥蜴的脚掌向后扑打时,将蜥蜴的身体支撑在水面上。而腿向后扑打又产生了使它前进的力。换言之,蛇怪蜥蜴有高超的水面行走技术,能产生一种类似于斜面支撑力的强大力量,使它保持在水面上。

赫塞表示:“蛇怪蜥蜴水上疾跑有点像我们骑自行车。如果你不蹬踏板,自行车就会慢慢地停下来,你就会翻倒在地。如果蜥蜴不在水面上快跑的话,它也会翻倒的。所以,它们需要的就是在跑动过程中保持身体稳定的力。”