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小小昆虫,发达的肌肉

人们在电视荧屏上看到老虎、狮子跳跃奔驰时,那粗犷而优美的肌肉运动,让人惊叹不已!在欣赏人体健美表演时,那匀称又隆突的线条,更令人赞美不止。但你知道吗:小小昆虫的各种运动,接近音速的飞翔,瞬间的弹跳,连续的爬行,别具风格的游泳等,其中也有着肌肉的功劳。

蜜蜂在空中飞行的姿态,图中展示了蜜蜂见到一朵花到停在花上的肢体变化过程。

惊人的肌肉运动

任何动物的运动,除依仗它的头、胸腹、翅膀、四肢外,还有全身肌肉的功力在配合着,昆虫虽小,但它的肌肉特别耐疲劳。比如蜜蜂以每秒1.5米在高速飞行时,它的翅膀每秒钟要振动260次呢!家蝇的飞行每秒要挥动翅膀200次,蚊子每秒振动594次。跳跃昆虫的弹跳高度可超过自身体长的几百倍到几千倍,其中跳蚤跳跃的高度可超过自身的40倍,甚至更多。昆虫的牵引力远非高等动物能比,如蚂蚁可以拉动一只苍蝇爬行100多米,贮于穴洞;一条皮虫幼虫靠口吐一根细丝挂在树枝下随风荡漾,这种刚柔并济的动作,令人咋舌。

蝗虫在空中飞行的姿态。

当你逮住一只蜻蜓后,触摸翅膀与胸部的连接处,那里的热度要比身体的其余部分都高,这是频繁的振翅运动所产生的热量。艳丽的蝴蝶有时停着不飞,却在不断地拍动着翅膀,目的是当肌肉运动时,身体能产生足够的热量,以便随时可以起飞。所以昆虫的飞行速度与翅膀上下振动的次数有十分密切的联系,翅膀振动得越快,飞行速度也越快,这就非得依仗强有力的肌肉牵动不可。

惊人的纤维数目

发现昆虫有如此强有力的肌肉运动,是随着电子显微镜的问世,科学家观察到在昆虫的体壁下及内脏器官上,有着无数的肌肉纤维蛋白,分别称为体壁肌和内脏肌,它们比任何其他动物都来得发达而严密。这些肌肉的伸展与收缩,牵动着各个器官运动。

有趣的是这类肌肉的纤维数目,比人类及其他脊椎动物要多得多,人类的肌肉纤维还不到800条,而蛾子、蝴蝶等鳞翅目的幼虫,肌肉一般有2000条,有的达4000条以上,蚱蜢约有900条,这些由蛋白质组成的肌肉,它们有着强大的聚合或伸缩能力,当这些蛋白分子在运动时,又加入了一位帮助蛋白分子运动的朋友,简称高能“酶”,这种高分子有机物也是由蛋白质组成的,它的作用有如车轮滑动时需要燃料的燃烧才能驰行一样,它能使虫子的肌肉一张一缩,张缩自如。以蝗虫的跳跃肌肉的张力为例,在科学仪器的测试下,每克蝗虫的肌肉就有20000克的张力,即使行动迟缓的竹节虫,每克肌肉也可产生13000克的张力,可见威力之大了。

飞蝗的肌肉

1.体壁肌 2.飞翔肌 3.腿部肌肉

肌肉神经的研究

随着现代技术的发展,科学家在深入研究昆虫肌肉组织时,发现昆虫有一种运动神经细胞,它能指挥各种肌肉的快慢活动。在第二次世界大战中德国法西斯使用了灭绝人性的毒气武器,后来将尸体的肌肉神经解剖后,发现这种毒气中含有一种有机磷的化学物质,它能破坏神经细胞的正常运动,使人体肌肉强烈痉挛或处于麻痹状态,最后导致死亡。后来科技人员就利用这种化学物质制成农药杀虫剂,称为有机磷杀虫剂,喷洒在害虫蔓延的庄稼田里,使害虫的神经细胞受到侵害:它使虫子的肌肉不时地痉挛颤抖,由于肌肉运动过量而死亡;反之,又使昆虫的肌肉不能活动自如,逐渐麻木、迟缓至瘫痪而死。

昆虫机器人

美国科学家把昆虫的肌肉运动模式用到了计算机上,在计算机掌握下做成了昆虫机器人。他们首先将一种昆虫足上的肌肉蛋白分子,变成化学方程式,然后将方程式编成亿万个计算机程序符号,接着将这类肌肉符号置入机器人的手、足、头里面,当人们在远距离按动遥控装置时,机器人的手、足所进行的活动,犹如放大了的昆虫肌肉运动,步履稳当,旋转正确,力大无比。这种令人惊异的新技术将广泛模仿昆虫的各种肌肉运动,称为仿生学,在未来的尖端科学年代里,这类生物电子计算机或生物成分电子计算机,将为人类的现代化服务。 kNZp3hqle132X+MR+0+YoYjfB8b2YBeouewEW6mbiFJv/QokJQs2Zs9xCjb7fN65

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