文章图片
文章图片
由于它们柔软的身体和对潮湿环境的偏好 ， 缓步动物赢得了“水熊虫”的绰号 。 这种通常长度不到一毫米的微型八足动物具有弹性和适应性 ， 几乎能够生存在任何恶劣的环境（例如在高温、高压甚至太空真空中幸存下来） 。 虽然科学家们自18世纪以来就已经知道这些独特的小生物 ， 但很少有研究在更正常的情况下检查这些坚韧的生物 ， 比如水熊虫是如何行走的呢？
发表在《美国国家科学院院刊》上的一项研究指出 ， 科学家通过高速摄像机录制水熊虫的移动日常 ， 结果发现 ， 尽管大小、骨骼和栖息地存在差异 ， 但缓步动物的行走方式与体型50万倍昆虫的行走方式基本上“如出一辙” 。
研究第一作者、洛克菲勒大学物理和生物学研究中心的研究员尼罗迪（Jasmine Nirody）表示：“我一直认为缓步动物是那种笨拙的东西 ， 它们缓慢地前进 。 这是一个很大的误解 ， 因为它们在生态上是如此成功 ， 以至于它们擅长移动能够找到食物是有道理的 。 它们已经存活了数百万年 ， 并分化为1000多个物种 ， 所以它们正在做正确的事情 。 ”
据悉 ， 缓步动物是地球上最小的动物之一 ， 也是已知有腿的最小动物之一 。 通常 ， 这种规模的动物通过颠簸、摆动和滑行来移动 ， 但缓步动物实际上可以走路 。 如果是宏观尺度的动物来说 ， 这不是什么大问题 ， 但对于最小的生物来说 ， 物理学的运作方式略有不同 ， 因为黏性力和惯性力使它们更难穿过基材 。
“打个比方 ， 如果我们不得不穿过一大桶非常粘稠的东西——比如蜂蜜或花生酱 。 因此 ， 我们可能认为缓步动物的‘理想’策略与大型动物不同 。 更重要的是 ， 缓步动物和其他微观生物一样 ， 身体柔软 ， 没有内部或外部骨骼 。 ”
“当我们走路时 ， 我们倾向于用后腿推离地面 ， 使自己向前弹起 ， 因为我们有坚硬的骨骼 ， 就像一根杆子可以‘跳’过 ， 但如果那根杆子是面条 ， 我们就必须使用不同的策略 。 ”
为了进一步了解水熊虫的移动方式 ， 尼罗迪和同事利用微型特殊场景并透过高速摄影记录水熊虫行走的姿态 ， 测量它们的步数 ， 跟踪它们的步态 ， 并仔细观察它们从一个位置移动到另一个位置时脚的位置 。
结果视频显示：光滑的载玻片上 ， 水熊虫很难穿过光滑的表面 。 但在凝胶上 ， 水熊虫像抓钩一样使用它们的爪子 ， 伸出爪子抓住基质并将身体向前拉 。 而水熊虫以缓慢的速度移动时 ， 它们每秒移动大约一半的身体长度（大约0.25毫米） ， 而以更高的速度移动时 ， 大约每秒两个身体长度 。
另外水熊虫在慢走和快走之间切换时 ， 会平稳地转换到新的步态 。 而不是像许多节肢动物那样转换速度也会改变身体重心的新步行 。
从结果来看 ， 它们的步态激活模式与比水熊虫大50万倍的竹节虫更一致 ， 这就引出了一个问题：进化是否选择了这些特定的腿部运动模式 ， 因为它们提供了某种机械选择优势 ， 而这些生物体在这种激活上会聚？或者是否有一个早期分支祖先具有这些动物来自的原始神经激活模式？
换句话说 ， 缓步动物之所以与众不同 ， 不仅是因为它们能够忍受严酷的考验 ， 例如被枪射击或被剥夺食物和水几十年 。 它们也是一种罕见的没有骨架的微型动物 ， 可以用腿四处走动 ， 而不是像线虫蠕虫这样的体型相当的生物一样扭来扭去 。
但如果你仔细考虑一下——有成千上万的缓步动物物种 ， 几乎在每一个可以在难以想象的环境中生活和移动 。 如果它是笨拙的话 ， 在寻找食物、配偶方面肯定没有胜算 。
【水熊虫怎么移动？地球最小的有腿动物，走路与体型50万倍昆虫一样】目前尚不清楚缓步动物和昆虫是从共同的祖先那里获得这些能力 ， 还是它们独立进化出这种行走能力（趋同进化的一个例子） 。 但无论哪种方式 ， 答案都会令人着迷 ， 因为它可以为多腿行走的进化和导致这种行为的生物“回路”产生新的见解 。
推荐阅读
- 圆圆的地球变成方了！各种外星生物也开始入侵，大家快来拯救世界
- 河南：弟弟冒雨跟婚车，流泪送姐姐出嫁，网友：一家人变两家人
- 既然琥珀能保昆虫万年不腐，古人为何不用琥珀来给尸体做防腐？
- 为了更多的氧气，连身体都退化了，还有哪些生物会为进化而退化？
- 有8个迹象证明，第六次物种大灭绝已经来临？科学家早已发出警告
- 石炭纪会出现巨型蜻蜓和巨型蜈蚣，那时的昆虫体型为什么都很大？
- 遇到这样的琥珀，你会被套路吗·····
- 有羽毛的恐龙都有哪些？可以了解一下
- 郑强教授：不要犯傻了，什么科学无国界！
- 麻雀数量超过10亿只，在我国随处可见，为何几乎看不到它的遗骸？