磕头虫肚皮朝天起跳,空翻20次,加速度超过航天飞机38倍_磕头虫_力量_弹簧

你小时候有没有玩过磕头虫?捏住虫子的肚皮,它会使劲向你点头,发出喀哒喀哒的响声。小虫子就像一个跪在地上的罪犯,正在喀哒喀哒地磕头求饶,所以管它叫磕头虫。

不过磕头虫点头,并不是在向你求饶,而是在用力挣扎,试图摆脱你的魔爪。它的力量储存在甲壳里,被一道弹簧铰链锁住。当它猛烈低头时,才能启动机关,释放能量。你听到的咔哒声,正是磕头虫扣动扳机,开启弹簧的声音。

安装在它身体里的弹簧铰链,赋予了磕头虫一种其他虫子都没有的弹跳天赋。磕头虫能够在正反颠倒,6脚朝天的情况下,腰腹发力,用背脊起跳。它的弹跳高度超过了身长的50倍。不过跳得高不等于跳得好,磕头虫古怪的跳跃,在惊吓敌人的同时,也给自己带来尴尬的结果,它不能像其他虫子一样,控制自己的落地点。

磕头虫的弹簧铰链

我们从虫子的身体结构说起。

擅长跳高的虫子很多,比如跳蚤和蚂蚱,弹跳的相对高度都超过了磕头虫,但是它们跳跃时都是依靠腿部发力。你看动物界里的跳跃选手,无论是无脊椎界的昆虫,还是脊椎界的青蛙、兔子、袋鼠,首先得有一双强健有力的后腿,才能跳得高跳得远。而磕头虫是跳高界中的特例,它的6条腿很软弱,缺少弹跳需要的爆发力,只能支撑身体爬行。它的力量没有蕴藏在腿脚里,而是封锁在前胸和后腹连接的弹簧机关里。

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世界上一共有7000种磕头虫,它们属于鞘翅目,跟瓢虫和金龟子是一伙的。 但是磕头虫的结构跟金龟子这些圆滚滚的甲虫不一样。磕头虫细长的身体分成2个明显的分部,前胸和后腹。前后分开的2截身体,活动范围很大,它的头胸部不仅能向前弯,还能向后仰。磕头虫喀哒喀哒,前后俯仰脑袋的动作,实际上是,身体里弹簧铰链压缩和释放的过程。

来看爆发细节,虫子往后仰头时,胸甲上凸出的楔子,压住弹簧,积蓄能量。当它往前低头时,扣动扳机,释放出积蓄在弹簧里的力量。磕头虫瞬间的爆发力,最大能产生3800米/秒

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的加速度,比较一下,宇航员冲出地球时承受的最大压力,是10倍重力加速度,而磕头虫的极限是宇航员的38倍。

超过载人火箭的爆发速度,瞬间就把磕头虫弹射上天。如果单纯依靠肌肉的收缩,根本不可能爆发出这样惊人的速度,磕头虫依靠的是甲壳里储存的机械力量。自然界里的速度高手通常都拥有机械力量,比如出拳最快的雀尾螳螂虾,凭借马鞍形甲壳积蓄弹性力量,出拳时,一拳就击碎了玻璃。还有大齿猛蚁,也能积攒弹性力量。它能在万分之一秒的时间里,合拢它的下颌骨。跟磕头虫一样,螳螂虾和大齿猛蚁的速度都是机械力的加成,远远超出了肌肉爆发的力量范围。

不过,磕头虫跟螳螂虾和大齿猛蚁不一样的地方是,它的身体里封印了庞大的力量,但是它却没有足够的能力去控制这份力量。

磕头虫不能掌控的力量

弹射到空中的磕头虫,身体被冲击得连续翻滚,然后掉落在地上。无论弹跳的高度有多高,在空中翻了多少次前滚翻,磕头虫都不能调节自己的落地姿势。很多时候,它落地时还是6脚朝天,这时候,磕头虫只能再次弹跳,然后许下心愿,希望下一次掉落时,能够腿部先着地。就像你抛硬币做选择一样,硬币掉落时,正面冲上还是反面冲上,只能看天意。

除了磕头虫外,其他主动起跳的动物,大多数情况下都能控制自己的落地姿势。就连那些被动从高处掉落的动物,也能控制姿态。比如我们最熟悉的喵星人,无论以什么尴尬的姿势摔下来,都能在空中调节身体姿势,保持落地时腿部着地。但是主动起跳的磕头虫却不能控制身体,有趣的是,磕头虫一直保留着这个bug,持续进行着不能控制结果的跳跃。这是进化路上的一个小坑,祝愿多年以后,磕头虫能填平这个坑,真正掌握自己的力量。

注:

1、磕头虫可能是世界上名字最多的甲虫了,打铁虫、打瓜子、板命虫、跳板虫、嘀嗒虫、盅米德。还有其他的名字,请大家继续补充。

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