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苍蝇是怎样飞行的?

之前网络上有段视频颇受关注,它全程录下了奥巴马总统接受访谈时打死苍蝇的过程。生活中你一定也打过苍蝇吧?想徒手打到它不容易,为什么呢?秘诀就在于苍蝇是飞行高手,当你听到一阵“嗡嗡嗡”声,别烦,看看苍蝇的飞行表演吧。

苍蝇先来了个垂直上升,紧接着是一个急转弯,然后又在空中按照S形状的路线飞行。最后,它来了个精彩的空中悬停,稳稳地摆出一个造型,好像等着人家给它拍特写。其实,它才不会让你轻易靠近呢,还没等你拿照相机对准它,这家伙就一转眼飞跑了。

苍蝇具有高超的飞行功夫,因为它有强大的飞行器,首先是翅膀。苍蝇有两对翅膀,前翅很发达,后翅却要仔细观察才能发现,因为它们演变成了哑铃状的平衡棒,看起来并不像翅膀。

苍蝇的前翅非常的厉害,你知道在飞行的过程中这对翅膀是怎么振动的吗?像我们平常扇扇子一样上下煽动吗?错!苍蝇是按照倒“8”字形来振动翅膀的!当苍蝇飞行的时候,如果你从它的身体正后方去观察它的翅膀振动方式,你会发现,它先是向下拍打,然后180度旋转翅膀向上抬起画半圈,接着向后下方拍打,最后再旋转180度向上抬起并画半圈。这样就完成了一个振翅的循环,看起来像画了一个倒“8”字,所以称为“8”字型运动。这种振翅方式可以使翅膀周围的空气形成漩涡状气流,就像龙卷风一样,产生强大的向上和向前的力,帮助苍蝇轻松的飞行,把空气的阻力变成了飞行的动力,是不是很巧妙啊?

那么翅膀拍打的动力来自哪里?原来,在苍蝇的胸背部外骨骼的下方有强大的飞行肌肉,这些肌肉通过收缩和舒张来控制苍蝇胸腔的运动,再通过胸腔的共振作用来带动外骨骼上的翅膀的上下运动,连接翅膀和飞行肌的关节则是非常灵活的,具有很好的柔韧性,它可以通过自身的转动来控制翅膀的扭动,飞行肌和关节一起来帮助翅膀完成“8”字型的拍打方式。

由此可见,苍蝇的飞行包括翅膀复杂的拍打和扭动运动在内,苍蝇的主要飞行结构包括:外骨骼——相当于飞机的机身,为飞行肌和胸腔提供一个坚实的机械地面。飞行肌(发动机)为苍蝇胸腔(传动机)的共振提供动力。最后,翅膀(会旋转的机翼)必须在不同的气流条件下拍打以维持飞行。

除了运动系统参与飞行外,苍蝇还有一套复杂的机制来调节自己的飞行,那就是遍布全身的各种感觉器官和神经系统。科学家研究发现,当我们徒手拍打苍蝇的时候,位于苍蝇头部的感受器官复眼能360°的察觉到我们的动作,它身上的体毛还能感知由于手的拍打所造成的空气流动性的改变,大约在看到手移动的一百毫秒左右之后,苍蝇的大脑已经能做出反应,计算出最佳的逃跑角度和路线。而后翅退化形成的平衡棒,可以起到平衡身体的作用,并能随时纠正飞行方向。这是因为平衡棒的鎚状结构里含有很多神经细胞,这些神经细胞能感知方向和位置的变化,能将这些信息及时的传递给大脑,大脑再发挥指令调控全身的肌肉组织来协调身体的运动和平衡。

由此可见,苍蝇的飞行是运动系统和神经系统相互配合的杰作。

 
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