环球百事通！叶蝉用"臀部闪动"破解物理学以40G的加速度发射尿液

来源：cnBeta 　2023-03-01 12:32:24

你可能从来没有考虑过虫子是如何排尿的，但即使你考虑过，你可能也不会想象它们使用基于屁股的神操作，以40G的速度弹出尿滴，这是自然界中你从未见过的物理学。

叶蝉就是这样一种昆虫，它尿尿的能力无出其右，无论是在数量上--它每天的尿量是自己体重的300倍--还是在速度上，它弹开尿滴的速度比人眼能看到的还要快。而且，事实证明，如果没有一些奇怪的物理学手段，是不可能成为"第一"的。

(资料图片仅供参考)

佐治亚理工学院的科学家们使用高速视频和显微镜研究了这些多产的小便者，以查明到底发生了什么。这种虫子肛门附近有一个附属物，研究人员称其为"屁股摇动器"，一旦它把露水从百合花上摇下来，这个摇动装置就会向后拉并高速发射水珠，该小组甚至测量出超过40G的加速度。

"我们意识到，这种昆虫已经有效地进化出了一个像弹弓一样的弹簧和杠杆，它可以利用这些工具以高加速度反复投掷尿滴，"该研究的共同作者Elio Challita说。

用慢镜头看一只叶蝉撒尿，并用它特殊的肛门装置将水珠弹开

但是，让这些呼啸而过的尖头虫变得更加古怪的事还不止一桩，当研究小组测量这些肛门排出物的空速时，他们发现它们的速度是发射它们的屁股闪电的1.4倍。这表明这些虫子利用了一种叫做超级推进力的物理学原理，这种原理以前只在合成系统中看到过。

如果你曾经在蹦床上把某人弹了两下，并把他们发射得更高--这就是超推进力。在这种情况下，神枪手叶蝉实际上是将他们的屁股抖动的频率与小便液滴的频率相匹配，以获得最高的发射速度。

这可能看起来是一种精心设计的撒尿方式，但研究人员发现，对于它们的生活方式来说，这是最节能的方法。叶蝉只吃木质部植物的汁液，而木质部植物的营养成分基本上为零，这意味着它们必须喝水和撒尿 - 几乎不间断。

那么了解虫子的撒尿习惯有什么意义呢？该团队说，我们可以将这些小虫子的一些奇迹应用到我们自己的技术中，例如利用扬声器的振动将水从手表上弹开。

国家科学基金会的项目主任米里亚姆-阿什利-罗斯（Miriam Ashley-Ross）说："叶蝉们正在处理的事情就像我们试图甩掉粘在我们手上的一个沙滩球大小的枫糖浆球。这些小昆虫为解决这个问题而进化出的高效方法可能会带来生物启发式的解决方案，用于在电子等微观制造应用中去除溶剂，或从结构复杂的表面快速脱落水分。"

这项研究发表在《自然通讯》杂志上。

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