研究人员有史以来第一次以慢动作捕捉到了世界上最快的后空翻者展示其绝技。事实上,这只昆虫的动作如此之快,以至于研究小组需要一台每秒拍摄超过40,000帧的相机,根据他们8月29日发表在《Integrative Organismal Biology》杂志上的研究。
尽管球形跳蚤(Dicyrtomina minuta)体长不到2毫米,但在大多数人的后院都很容易找到——前提是你不惊吓到它。然而,如果这种常见的、微小的六足动物感到需要快速逃脱,它 literally can disappear faster than the blink of an eye (快到眨眼不及)。这要归功于它的跳跃器(furca),一个位于其腹部的一个微小分叉的附属物,它展开后可以将昆虫推离地面。一旦跳跃器部署,跳蚤可以在1.7毫秒内弹跳超过其身体长度的100倍。不仅如此,它还能在进行令人眼花缭乱的后空翻。
“它们以与跳蚤大致相同的速率加速身体进行跳跃,但除此之外它们还会旋转,”北卡罗来纳州立大学生物学研究助理教授、北卡罗来纳州自然科学博物馆进化生物学和行为研究实验室负责人Adrian Smith在大学8月29日的公告中说。“球形跳蚤只需千分之一秒就能完成一次后空翻并弹离地面,它们每秒的旋转速度最高可达368转。”
平均旋转速度则要低得多,大约每秒20转。但无论哪种速率,Smith的团队是如何在如此小的尺度上测量如此超快、令人眼花缭乱的杂技动作的呢?首先,他们需要收集一些跳蚤,正如《New Atlas》在8月30日解释的那样,这包括在Smith自家后院的落叶堆中筛查。但在研究人员试图录制跳蚤跳跃之前,他们首先需要设置专门的设备。
“如果你试图用普通相机拍摄跳跃,跳蚤会出现在一帧画面中,然后消失,”Smith说。“当你仔细看照片时,你会看到它在某一帧中翻转时留下的模糊的蒸汽轨迹卷曲。”
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为了满足这些严苛的要求,Smith的团队使用了一台每秒拍摄40,000帧的高速相机。一旦通过光照或软毛刷的轻微触碰诱使跳蚤起跳,相机就开始工作,记录它们创世界纪录的运动壮举。
有趣的是,观察到的跳蚤几乎全部是向后跳跃,这表明这些生物进化出这种能力是为了逃避捕食者,而不是为了向前移动。Smith表示,该团队的工作代表了生物学家首次记录到跳蚤“几乎不可思议的壮观”技能。
“这是一个很好的例子,说明我们可以发现生活在我们周围令人难以置信的、大部分未被描述的生物,”他补充道。