水黾生活在水面上，它们的腿长从几毫米到100多毫米不等。众所周知，它们用长长的疏水腿在水面上支撑身体而不折断身体。在每条腿下面，水面向下弯曲，形成一个酒窝(半月板)。较重的水黾会产生更深的酒窝，从而从支撑昆虫身体的向下伸展的水面产生更强的向上力。
当水黾从水下逃脱捕食者的攻击时，它们会向上跳。它们的跳跃速度可以在不到一秒(10-20毫秒)的时间内达到1米/秒以上，而不会破坏水面，并且已经制造出模仿这种行为的机器人。
为了完成这些跳跃，水黾的腿在水面上快速向下移动，但不要太快，这样水面就不会破裂。在这种情况下，每个酒窝就像一个迷你蹦床:压得越深，向上的力量就越强，使快速跳跃成为可能。
直到最近，人们还认为所有的水黾都是这样跳的。然而，只有几种小型物种被研究，它们只占整个水黾体型(10-60毫克)的10%，因为研究人员很容易获得它们。
最近对越南亚热带森林中世界上最大的水黾进行了研究，随后进行了数学建模，发现了巨型水黾(Gigantometra gigas)和其他一些体型超过约80毫克的大型水黾使用的一种新的跳跃机制。
首尔大学(韩国)、波兰科学院博物馆和动物研究所、大邱庆北科学技术院(韩国)、越南科学技术院(越南)、越南国立大学(越南)、École Polytechnique(法国)等生物学家和工程技术人员共同完成了此次研究成果。
这项研究揭示了巨型水黾采用的一种新的跳跃机制，它们比一般研究的水黾重十倍。在两次野外考察中，在越南浦马特国家公园管理局的帮助下，对该物种进行了实地研究。研究人员拍摄了巨型水黾在其自然栖息地和位于水黾生活的溪流附近的透明水容器中跳跃的高速视频。
研究小组观察到这些巨型水黾和已经研究过的典型小型物种之间跳跃行为的关键差异。与较小的水黾不同，巨型水黾在跳跃过程中，当腿向下推时，实际上会打破水面。当它们的腿穿过水面后，它们的腿被一层空气包围着，空气包围着它们腿上的长毛。
当一条被空气包围的腿在水中移动时，它会受到阻力，也就是阻力，阻碍它的运动。这类似于用桨在水上推动船的方式。在跳跃的第二阶段，这种力量推动巨大的水黾向上。在几分之一秒内(a大约40毫秒)，巨大的水黾达到的身体速度大约1m/s或更高。尽管它们采用了一种新的跳跃机制，但这种速度与之前研究过的较小物种相当。
然后，该团队开发了一个水黾跳跃的数学模型，以揭示巨型水黾表现出这种独特跳跃行为背后的原因。研究人员发现，这些世界上最大的水黾太重了，所以不打破水面的机制根本不起作用;这将导致它们跳得更慢，这将使它们容易受到像鱼这样的捕食者的攻击。
然而，通过快速移动它们的腿来打破水面并在水中产生阻力，昆虫能够跳得足够快以逃脱掠食者的攻击。该模型预测，体重超过80毫克的水黾应该使用这种跳跃方法来达到可以保护它们免受鱼类攻击的速度。这说明了自然选择在大型水黾新的跳跃机制进化中的重要作用。
这一发现表明，水黾根据它们的体型使用不同的跳跃机制。“我们已经揭开了巨型水黾使用的一种新的跳跃机制。这一发现表明，尽管为了同样的功能(逃离捕食者)而执行相同的行为(跳跃)，但近亲物种可以利用不同的物理机制，这取决于它们的大小，”研究小组评论道。
“从工程学和进化的角度来看，这一发现都很有趣，因为它为水上行走机器人提供了灵感，并为未来跨多种水黾的比较分析奠定了坚实的理论基础，以了解水黾体型和跳跃机制之间的共同进化。”这是研究小组目前正在进行的一个项目。
这项研究发表在《美国国家科学院院刊》上。
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希望本篇文章《探讨全球最大水黾的水面跳跃机制》能对你有所帮助！
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