成百种昆虫许多时间生活在水中,可能因为那里的食物更丰富些。麻省理工学院(MIT)数
学家已经揭示昆虫在水下呼吸的机理。昆虫借助其粗糙的防水外壳,在入水时身体表面包裹
了一薄层的空气。这些空气形成小泡,不仅作为氧气储藏室,同时也利用其从周围水中吸取
氧气。
有些昆虫在水下生活时,将这些水泡作为一个外部肺,因而昆虫能长期呆在水下,甚至是深
约30 m处。而有些昆虫,如新西兰的Neoplea striola,还可以在水下冬眠整个冬季。
2008年8月第10期《流体力学》(Fluid Mechanics)杂志刊登了这项研究成果。研究表
明在气泡稳定性和昆虫呼吸需求之间有一个微妙的平衡。昆虫通过其腹部毛发来维持气泡的稳定
性,因为毛发能帮助排斥体表水分。由蜡包裹的毛发能防止水流入通气孔——腹部微小的呼
吸孔。这些毛发的间距也相当重要,毛发距离越近,机械稳定性越强,气泡承压越大;不过
毛发距离太近,就没有足够的表面积进行呼吸了。
研究人员建立了一个力学模型,该模型考虑了多种因素,使得模型可预知可能的潜水深度及
范围。结果发现,不仅存在一个最深范围,还存在一个最浅范围,这样昆虫才能获得呼吸所
需氧气。虽然昆虫可能深入水下30 m,但是由于环境的因素如光强、掠食的有效性以及掠食
者的存在,它们很少冒险更深入几米。
(来源:《生命科学研究快报》2008年总第138期