昆蟲飛行有奇招

陶詩(shī)秀

許多人都以為鳥類是自然界最善于飛行的動(dòng)物，實(shí)際上并不是這樣。飛行本領(lǐng)最高超的，首先要推飛蟲。有些昆蟲除了具有驚人的“長(zhǎng)跑”本領(lǐng)以外，還能在茫茫大海上空不迷失方向，準(zhǔn)確地向目的地前進(jìn)。

比鳥翼更先進(jìn)的翅膀

昆蟲最初是沒有翅膀的，這從泥盆紀(jì)中找到的躍尾蟲化石可以證明。后來，在石炭紀(jì)中，才開始出現(xiàn)能飛的昆蟲。那時(shí)的飛蟲，體形比較笨重，像蜻蜒那么大，身上長(zhǎng)著兩對(duì)翅膀，飛行時(shí)雙翅拍動(dòng)很慢，但也許還能像蜻蜓那樣，張開翅膀在空中滑翔。

我們知道，鳥類、蝙蝠的雙翼是由前肢進(jìn)化而成的。鳥類或蝙蝠的翅翼是從背部生長(zhǎng)出來的外皮組織，翅翼中有甲殼質(zhì)的翅脈，其中可以找到氣管、血管和神經(jīng)。可是昆蟲的雙翅，卻不是由其身上的某種爬行器官進(jìn)化而來，它們一開始就是一種完全簇新的器官。

昆蟲的雙翅，比鳥類先進(jìn)得多。它們的構(gòu)造比鳥翼簡(jiǎn)單，關(guān)節(jié)活動(dòng)能力卻比鳥翼強(qiáng)得多。昆蟲不僅在飛行時(shí)雙翅擺動(dòng)的幅度大，振動(dòng)的次數(shù)多，而且在棲息和伏居時(shí)，雙翅能夠收攏起來，貼在身體后部、側(cè)部或背部。

“長(zhǎng)距離飛翔”冠軍

昆蟲所以能在動(dòng)物界占有優(yōu)越地位，主要是靠它們的翅膀。像蜜蜂那樣采集花粉的昆蟲，如果沒有靈巧的翅膀，就不可能每天在許多花叢之中往返忙碌。

大部分昆蟲都定居在固定的地方，但也有大約200種昆蟲，像走獸和候鳥一樣，有每年遷徙的習(xí)慣，例如蝗蟲與蝴蝶。某些昆蟲在遷徙時(shí)，成群結(jié)隊(duì)，其數(shù)量可達(dá)幾百萬只甚至幾十億只之多。據(jù)目擊者稱，那些成群遷飛的昆蟲，遮天蔽日，連續(xù)不斷地飛過天空，持續(xù)時(shí)間短則幾小時(shí)，長(zhǎng)則幾天，有時(shí)甚至長(zhǎng)達(dá)幾星期之久！

最令人驚奇的，是這些昆蟲持久飛行的能力。它們竟能飛過山嶺，橫越海洋和整個(gè)大陸！

昆蟲遷徙時(shí)一般是同一種類在一起飛行，可是往往也有不同種類的昆蟲，混雜在一起，同時(shí)飛行。有時(shí)在遷移的隊(duì)伍中，不同的昆蟲，竟達(dá)40種之多。

昆蟲中的“長(zhǎng)距離飛翔”冠軍，首推斑蝶。斑蝶生活在美洲大陸。每年秋季，美洲大陸北部的斑蝶，要遷居到南方去過冬。它們從美洲北部起飛后，一部分朝東南方向作長(zhǎng)途旅行。它們首先橫渡遼闊的大西洋，越過亞速爾群島，然后飛往非洲的撒哈拉大沙漠，或者意大利和希臘等地。另一部分則從北美朝西南方向作長(zhǎng)途飛行。它們飄經(jīng)浩瀚的太平洋，前往數(shù)千里外的日本，甚至澳大利亞等地。

高超的飛行本領(lǐng)

我們不禁要問，小小的昆蟲，怎么能夠從事如此遙遠(yuǎn)的長(zhǎng)途旅行呢？它們?cè)趺磿?huì)有這樣大的持久飛行的能量呢？

實(shí)際上，它們飛行時(shí)并沒有費(fèi)氣力，因?yàn)樗鼈冊(cè)诳罩新眯袝r(shí)，并沒有擺動(dòng)翅膀，它們只是張著雙翅，讓空中的氣流，把身體托起來，并且巧妙地利用風(fēng)力，靠風(fēng)力把它們吹向前去。所以，昆蟲是利用氣流變化，進(jìn)行長(zhǎng)途滑翔的能手。雖然人類也能利用滑翔機(jī)在空中航行，可是滑翔的距離很短，而昆蟲在空中滑翔的本領(lǐng)，卻比人類高明得多。

昆蟲在飛行時(shí)振動(dòng)翅膀的速度，也遠(yuǎn)非鳥類所能比?？茖W(xué)家在觀察昆蟲的飛行以后，發(fā)現(xiàn)不同種類的昆蟲，振動(dòng)翅膀的頻率各不相同，而且相差極大。例如：雙翅類、膜翅類和鞘翅類的昆蟲，翅膀振動(dòng)的頻率極高。研究人員利用連續(xù)快速攝影機(jī)和高速電影拍攝機(jī)等儀器，把它們飛行時(shí)的動(dòng)作拍攝下來，分析后發(fā)現(xiàn)了許多意想不到的情況。

蝗蟲每秒能振動(dòng)翅膀18次，比鳥類拍動(dòng)雙翼的速度高得多，可是它與其他昆蟲相比，還差得很遠(yuǎn)。如熊蜂每秒能振翅110次，非洲的采采蠅每秒振翅120次，普通的蒼蠅每秒180次，蜜蜂每秒236次。雄蚊每秒能振翅l00次，金龜子（金匠花金龜）每秒能振翅587次，而一種小蚊蚋，每秒能振動(dòng)翅膀達(dá)700～1 000次，真是不可思議的超高速度！

昆蟲飛行的秘密

昆蟲在進(jìn)化演變的過程中，形成如此神奇的飛行能力，要?dú)w功于其控制翅膀的特殊結(jié)構(gòu)。像蝗蟲或蜻蜒之類的昆蟲，是利用翅膀根部肌肉的伸縮而使翅膀振動(dòng)的。這樣的振翅方式，頻率較低。另外像蒼蠅、蚊子或蜜蜂，則利用其胸腔本身肌肉的彈性來振動(dòng)翅膀，振動(dòng)的頻率也高得多。上述胸腔的彈性肌肉，能自動(dòng)地快速伸縮，因?yàn)槔ハx體內(nèi)有一種化學(xué)物質(zhì)，能直接轉(zhuǎn)化為肌肉的機(jī)械能，使翅膀以極高的頻率振動(dòng)。

蒼蠅和蚊子之類的昆蟲，本來都有兩對(duì)翅膀，但在進(jìn)化過程中，它們只剩下前面一對(duì)翅膀作飛行之用，而后面那一對(duì)翅膀則已經(jīng)退化，變成了兩根棍狀的附加器官?？墒瞧婀值氖?，這兩根小棍，卻在雙翅類昆蟲的飛行中，起著極其重要的作用。原來這對(duì)小棍具有非常靈敏的感覺，它們能使昆蟲在飛行時(shí)保持平衡。如果把昆蟲的這一對(duì)器官切去，那昆蟲就再也無法飛行，甚至還會(huì)迅速死亡。

前面提到，有一些昆蟲每年都要跨越大陸和海洋，到很遠(yuǎn)的地方去過冬。它們除了具有驚人的“長(zhǎng)跑”本領(lǐng)以外，還能在茫茫大海上空，不迷失方向，準(zhǔn)確地向目的地前進(jìn)。這究竟是怎么回事呢？另外，蜜蜂離巢到很遠(yuǎn)的地方去尋找蜜源，盡管它們?cè)诨▍仓蟹磸?fù)迂回穿行，但仍能準(zhǔn)確無誤地飛回自己的蜂巢，這又是什么原因呢？

最近研究表明，某些昆蟲之所以能辨別方向，似乎與太陽方位關(guān)系不大，因?yàn)殚L(zhǎng)途遷徙的昆蟲，即使在黑夜中也在繼續(xù)向選定的方向飛行。真正的原因，是由于這些昆蟲身上含有氧化鐵，雖然氧化鐵的數(shù)量極微，但足以感受到地球磁場(chǎng)變化的影響。

昆蟲在千萬年進(jìn)化過程中，逐漸形成這樣奇妙的飛行能力，是大自然的一種奇跡。研究仿生學(xué)的科學(xué)家們，也許有朝一日將從昆蟲的飛行中，獲得有益的啟示，來改進(jìn)將來飛機(jī)的設(shè)計(jì)，并創(chuàng)造完全新穎的飛行機(jī)器！endprint