作为飞行生物中最灵活的物种之一,蜻蜓已经进化出在空中快速翻转的能力——类似于飞机在空中的打斗,这既能吸引配偶,又能在空中捕捉猎物。现在,研究人员记录并解释了这一大多数人未曾见过的蜻蜓的快速绝技。
在亚特兰大举行的2025年综合与比较生物学学会年会上,一个生物力学小组报告称,每隔几分钟,蜻蜓就会潜入水中并迅速起飞,在上升途中做几个前空翻,这个行为的目的是什么?原来,短暂地浸水有助于降温,而翻转则能甩干蜻蜓身上的水。
“这种疯狂的翻转就像某些动物甩动身体,”加利福尼亚大学伯克利分校的综合生物学家Víctor Ortega-Jiménez说,“真是太神奇了。”
蜻蜓在世界各地的池塘上空飞舞,尤其是在气候温暖的热带地区更加突出。例如,在亚热带的中国台湾地区,十多个品种的几十只可能会同时在不到两米宽的池塘上空急速飞行。雄性蜻蜓是领地意识,它们会保卫池塘的一片区域,不让对手靠近,以便捕捉雌性蜻蜓,让它们在该处产卵。
来自伦敦帝国学院的生物力学家林怀廷第一次看到蜻蜓浸水是在中国台湾地区。两年前,他和同事们架起高速摄像机,详细捕捉蜻蜓的运动细节,记录了10种蜻蜓的行为。其研究小组的博士后研究员Alexandra Yarger在会上报告说,蜻蜓大约每10分钟就会把身体浸入水中。随后快速起飞,一旦恢复垂直姿势,就开始翻转,通过快速摆动腹部把水甩掉,翻转速度达到惊人的每分钟2000转,相比之下,洗衣机的最大转速约为每分钟1600次。林表示:“据科学家所知,这是飞行生物中唯一能做多回旋飞行动作的。”
蜻蜓转动的速度“简直疯狂”,加利福尼亚大学戴维斯分校的生物力学家Brady Nichols补充道,尽管他并未参与此项研究,但他认为,“更疯狂的是,想象这些蜻蜓是如何用看似脆弱的身体产生如此大的力量。”
为了弄清楚蜻蜓这样做的原因,林和他的同事在几只蜻蜓的肌肉里放了一根细细的感温线。随后用加热灯给这些昆虫取暖,对它们的运动进行了更详细的分析。。
研究发现,为蜻蜓翅膀提供动力的肌肉很快就会达到潜在的致命温度,至少会热到失灵,而短暂浸水能够有效防止蜻蜓过热。如果把蜻蜓放到阴凉处,它需要5到10分钟才能降温。相比之下,如果把蜻蜓被浸湿,大约90秒温度就能恢复正常。
这让在加州大学戴维斯分校研究蜻蜓和豆娘的Christofer Brothers大吃一惊,“在听到这个报告前,我一直以为除了产卵的雌性蜻蜓外,它们都避免与水接触"。
翻滚动作似乎是蜻蜓甩掉多余水分的副产品。当蜻蜓甩动尾部时,它自然会翻滚向前。研究人员为了理解发生了什么,利用合成蜻蜓模型重现了这一行为。“他们不仅成功捕捉到这一现象,而且还创造性地重现了,以便弄清楚这种行为对蜻蜓降温的效果。”Brothers说。
Nichols对团队的研究方法表示赞赏,“蜻蜓的速度是出了名的快,而且很难在实验室里表现出来,所以他们的机智给我留下了深刻的印象。”
Yarger指出,蜻蜓的浸水旋转动作存在一定风险,因为大约每四只蜻蜓中就有一只溺水而亡。斯坦福大学研究飞蛾体温调节的本科生Joanna Baker没有参与这项研究,但她指出,“如果这些蜻蜓选择待在阴凉处,它们可能会失去对领地的控制。大多数蜻蜓都选择在白天活跃飞行,浸水这一行为凸显了面临的过热风险,鉴于这一行为在蜻蜓中如此普遍,这可能是非常古老的行为。”
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