蛇怪蜥蜴“水上漂”

“水上漂”絕技相傳是達(dá)摩祖師創(chuàng)立。然而，即使在武俠小說(shuō)中，真正掌握了“水上漂”絕技的也是鳳毛麟角?，F(xiàn)實(shí)世界中，英國(guó)魔術(shù)師戴納摩曾經(jīng)在2011年6月“徒步”穿越泰晤士河，如蜻蜓點(diǎn)水般在水面上自由行走，在眾多觀眾面前展示了中國(guó)武俠小說(shuō)里描寫(xiě)的上乘絕世武功“水上漂”。盡管明知戴納摩的懸浮術(shù)表演不過(guò)是魔術(shù)的障眼法，但是我們?nèi)匀辉诨孟胫祟?lèi)能夠練出“水上漂”的絕世武功。其實(shí)“水上漂”的絕活，對(duì)于一些動(dòng)物來(lái)說(shuō)，是小菜一碟。而人類(lèi)，也不斷從動(dòng)物身上取得靈感，研制出一系列精巧而實(shí)用的裝置。

小動(dòng)物們靠的是“表面張力”

對(duì)于蜘蛛、水黽等小動(dòng)物來(lái)講，“水上漂”可謂是司空見(jiàn)慣。它們之所以能夠在水面上漂浮，主要是因?yàn)槠潴w型小，重量輕，不會(huì)破壞水面的表面張力。日常生活中，硬幣、回形針等物體有時(shí)候也可以漂浮在水面上，其中的道理也類(lèi)似。

平靜的水面上經(jīng)?？梢钥吹剿w的身影，它們能在水面上滑行、跳躍和玩耍，猶如溜冰運(yùn)動(dòng)員，它們既不會(huì)劃破水面，也不會(huì)浸濕自己的腿。水黽是如何練就如此功夫的呢？

在水面上演“凌波微步”的水黽，它們也并不是什么游泳健將。大約100萬(wàn)年前，這種昆蟲(chóng)便在最大限度上利用水面張力，平衡它們只有0.01克的身體。

研究人員發(fā)現(xiàn)，水黽的腿能排開(kāi)300倍于其身體體積的水量，這就是這種昆蟲(chóng)擁有非凡漂浮能力的原因。通過(guò)高倍顯微鏡，研究人員發(fā)現(xiàn)了水黽腿部特殊的微納米結(jié)構(gòu)，這才是它們能夠在水面快速滑行的真正原因。水黽腿部納米剛毛擁有疏水性能。這種特殊結(jié)構(gòu)可用于新型防水紡織品的生產(chǎn)。

美國(guó)卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)的兩位研究人員——機(jī)械工程學(xué)博士生宋演武和機(jī)械工程學(xué)助理教授梅丁·西蒂——研制出世界上第一個(gè)能夠模仿水黽“水上漂”功夫的機(jī)器人。這款可以在水上行走的機(jī)器人無(wú)論是外觀還是設(shè)計(jì)都與水黽類(lèi)似：它不會(huì)破壞水面張力，而且擁有高度的可操作性和靈活性。它可以很好地完成軍事偵察任務(wù)、水污染監(jiān)測(cè)等，代替人類(lèi)去做一些有危險(xiǎn)性的工作。

蛇怪蜥蜴的真功夫

那些小動(dòng)物們擁有“水上漂”的本領(lǐng)，是因?yàn)樗鼈兊纳眢w很輕，而且不會(huì)打破水面張力的平衡。對(duì)于稍微大型一點(diǎn)的動(dòng)物來(lái)講，“水上漂”的功夫也并非遙不可及。蛇怪蜥蜴就是非常罕見(jiàn)的一例。

蛇怪蜥蜴生活在熱帶雨林的河流邊，主要以小昆蟲(chóng)為食。每天蛇怪蜥蜴都要曬太陽(yáng)以保持體溫，這就使得它們非常容易被捕食，比如大型鳥(niǎo)類(lèi)會(huì)從空中發(fā)動(dòng)攻擊，肉食性動(dòng)物會(huì)從陸地發(fā)動(dòng)襲擊。因此蛇怪蜥蜴練就了一種特殊的逃生本領(lǐng)。當(dāng)遭遇危險(xiǎn)時(shí)，蛇怪蜥蜴會(huì)跳進(jìn)水中，從水面上跑走。

通過(guò)對(duì)高速攝像得來(lái)的影像資料進(jìn)行慢鏡頭回放，人們揭開(kāi)了蛇怪蜥蜴“水上漂”的秘密。因?yàn)樗鼈儽寂艿乃俣群芸?，因此爪子接觸到水面的時(shí)候，能夠產(chǎn)生氣泡。在氣泡破碎前，蛇怪蜥蜴被氣泡推動(dòng)著向前跑。

蛇怪蜥蜴的動(dòng)作可以分為兩步，分別為拍擊和劃水。蛇怪蜥蜴所產(chǎn)生的力主要有三個(gè)方向：垂直方向的力使其浮在水面上，向前的力推動(dòng)其身體向前運(yùn)動(dòng)，而橫向力則令其身體保持平衡。

蛇怪蜥蜴拍擊過(guò)程產(chǎn)生較大的垂直方向的力，為其自身重量的113%，使其不至于下沉。

蛇怪蜥蜴的腳趾細(xì)長(zhǎng)，腳底下覆蓋有鱗片，它的這種身體構(gòu)造有利于在水面上奔跑時(shí)產(chǎn)生氣泡。另外，由于蛇怪蜥蜴奔跑的速度非?？?，因此它的爪子接觸到水面的時(shí)候，能夠迅速產(chǎn)生氣泡。

“旋泳”高手豉（chǐ）甲

在河南董寨的自然保護(hù)區(qū)，在路邊的水坑里有一種奇怪的蟲(chóng)子漂浮在水面上。這種蟲(chóng)子身體呈橢圓形，渾身散發(fā)著銀色的金屬光澤，像穿了一件鎧甲。有趣的是，它們一直漂浮在水面繞圓圈，一圈又一圈。原來(lái)這是一種圓鞘隱盾豉甲。豉甲是一種水生甲殼蟲(chóng)，成蟲(chóng)多在水面漂游。它們的復(fù)眼分上下兩個(gè)，可以同時(shí)觀察水面之上和水面下的情景。豉甲擁有堅(jiān)硬的、不易彎曲的外骨骼，這使得它們看起來(lái)更像是一艘艘微型硬殼船。

豉甲是生活在淡水水域表面的昆蟲(chóng)，多在池塘、小水坑等不流動(dòng)的平靜水面上。它們的游泳方式是回旋游動(dòng)（旋轉(zhuǎn)），這種游泳方式叫做“旋泳”，只要它不離開(kāi)水面，就總是不停地旋游。豉甲為什么只能在水面旋游呢？因?yàn)樗那白爿^長(zhǎng)，但不是帶有長(zhǎng)毛的槳狀游泳足，中、后足短小而扁，末端呈鉗狀，只能在身體腹面進(jìn)行微小的攪水運(yùn)動(dòng)，使水形成旋渦帶動(dòng)蟲(chóng)體旋轉(zhuǎn)。又因它體型較小，重量輕，具有蠟質(zhì)的表皮，不會(huì)被水浸濕，同時(shí)它還能產(chǎn)生一種疏水性的分泌物，以增加水的表面張力，因此水的表面能負(fù)載豉甲的身體，使它不會(huì)下沉。

潛水甲蟲(chóng)“潛水艇”

在樹(shù)林的小水坑里，我們經(jīng)?？梢哉业揭环N叫龍虱（shī）的甲蟲(chóng)，龍虱亦稱潛水甲蟲(chóng)。龍虱經(jīng)常漂浮在水面，但是一旦遇到風(fēng)吹草動(dòng)，它們會(huì)立即鉆到水下。它們非常貪食，只要有食物，它們真的是能吃到撐。它在水中時(shí)間超過(guò)1個(gè)小時(shí)后，會(huì)在尾部產(chǎn)生一個(gè)氣體交換泡，進(jìn)行水下氣體交換。在龍虱鞘翅下面有一個(gè)貯氣囊，這個(gè)貯氣囊有著“物理鰓”的功能，當(dāng)龍虱在水中上下游動(dòng)時(shí)它還起定位作用。

龍虱停在水面時(shí)，前翅輕輕抖動(dòng)，把體內(nèi)帶有二氧化碳的廢氣排出，然后利用氣囊的收縮壓力，從空氣中吸收新鮮空氣?？諝庵醒醯暮勘人卸嗪芏啾叮虼怂ハx(chóng)在長(zhǎng)期的進(jìn)化演變過(guò)程中，學(xué)會(huì)了各種吸取空氣的辦法。龍虱依靠貯存的新鮮空氣，潛入水中生活。當(dāng)氣囊中氧氣用完時(shí)，再游出水面，重新排出廢氣，吸進(jìn)新鮮空氣。

水蜘蛛：蜘蛛世界里的叛逆者

水蜘蛛又叫銀蜘蛛，是蜘蛛同類(lèi)的唯一叛逆者——生活在水的世界。當(dāng)它們潛入水中時(shí)，密布全身的防水絨毛就會(huì)附著許多氣泡，猶如進(jìn)入了一個(gè)空氣層封閉的套子里。這奇特的氣罩使水蜘蛛成了一個(gè)“水銀球”，光彩照人。偶爾，它們還會(huì)用腹部的末端探出水面，托起一個(gè)大氣泡招搖過(guò)市。

水蜘蛛善于在水生植物之間吐絲結(jié)網(wǎng)。由于在網(wǎng)下儲(chǔ)存氣泡，使原本開(kāi)展的蛛網(wǎng)成了鐘罩形，如同一個(gè)小型沉箱，它們便在沉箱里安營(yíng)扎寨，雌蛛還在其中產(chǎn)卵孵化。水蜘蛛所擁有的氣泡群不僅是儲(chǔ)氧器，還是一種制氧器——能不斷地從周?chē)乃形⊙?。這就是人們稱之為“物理肺”的供氧裝置。水蜘蛛在呼吸過(guò)程中使氣泡中的氧濃度逐漸下降，一旦氧含量低于16%時(shí)，溶于水中的氧便會(huì)自行補(bǔ)充進(jìn)氣泡內(nèi)來(lái)。

水蜘蛛對(duì)環(huán)境的變化比較敏感?，F(xiàn)在由于土地沙化以及水體污染等原因，我們已經(jīng)很難找到它們的身影了。因此，水蜘蛛也是一種生態(tài)環(huán)境指示物種。

綠頭鴨的高級(jí)“羽絨服”

綠頭鴨的媽媽帶著它的孩子們，很輕松地漂浮在水面上。鴨寶寶從殼里鉆出來(lái)就會(huì)下水了，它們與身俱來(lái)的漂浮本領(lǐng)是哪里來(lái)的呢？原來(lái)，這都?xì)w功于它們穿了高級(jí)防水的羽絨服。

首先，我們先了解羽毛的構(gòu)造：羽毛由羽軸及羽瓣組成，羽瓣上有許多細(xì)小的絲狀羽支，羽支上又有許多更細(xì)小的羽小支用來(lái)連接羽支，使得羽毛呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。而羽軸、羽支、羽小支均是類(lèi)似于中空結(jié)構(gòu)。所以，羽毛的密度會(huì)比水輕得多。再加上羽毛之間致密的交織排列以及羽毛表面特殊的疏水薄膜，使得鴨子的羽毛不會(huì)被水浸濕和浸透。

其次，鴨子的尾部有一個(gè)腺體，專(zhuān)門(mén)分泌油脂。所以，野鴨們?cè)诎渡闲菹⒌臅r(shí)候，經(jīng)?；ㄙM(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間梳理羽毛，它們用嘴巴在屁股上蹭那些油脂后再涂抹到全身，就是為了讓油脂涂抹到全身羽毛上，這樣羽毛遇水也不會(huì)變濕了。所有的游禽都有這樣的本領(lǐng)噢！