飞翔的昆虫
Flying Insects
如果你仔细观察果蝇，会发现它可以迅速起飞、盘旋、俯冲、急转弯，轻而易举地进攻食物、躲避追杀。有时也可以看到苍蝇侧着身子冲向天花板，然后以倒立的姿势“降落”。
动物学家、航天专家、流体力学研究者一直对昆虫飞行的秘密很感兴趣，但三维空间的气流活动很难被精确描述，尤其是昆虫翅翼周围，而且昆虫的翅翼小巧轻薄，又运动得快且复杂，所以很难进行科学的研究。
01
翅膀的起源
最早出现的昆虫并没有现翅，只能在陆地上爬行。直到石炭纪早期，昆虫中的某些种类才飞上了天空。翅的演化出现与当时昆虫生活的环境密切相关。
在石炭纪，陆地表面出现了高大的陆生植物，为了生活，无翅昆虫常常爬上树，吃那些细枝嫩叶。在这过程中，经常会被大风吹落。久而久之，某些在身体胸部背面由偶然发生突变而形成的角质膜外突的种类，表现出了选择上的优势。
后来，它们常常可以在树与树之间进行滑翔飘移，这样既大大方便了觅食和逃避天敌的伤害，生存的机会得到大大提高。随着长期的演化，这类型的昆虫通过变异的不断积累，胸部背侧的外突日趋发达，并在其基部出现了关节，慢慢就形成了适合于飞翔的原始的翅，成了真正的“飞行员”。
02
高超的飞行技巧
蜻蜓每秒钟拍打30下翅膀，家蝇每秒钟拍打200下翅膀，甚至更多。另外，在有两双翅膀的动物中，不同种类的动物在拍打翅膀时候的方向也会不同，如蝴蝶和蛾是同方向拍打翅膀，而蜻蜓则是反方向拍打翅膀，所以蜻蜓可以在空中盘旋，甚至可以反向飞行。
许多昆虫有两对翅膀，但苍蝇只有一对。但蝇类可以算是在空中最灵巧的昆虫了。很多蝇类可以往后飞、侧飞甚至倒飞，有些甚至可以倒着起飞和落地。蝇类之所以能这样是因为它们的后翅已经退化为平衡棒，这有点类似于回转器，可以帮助蝇类在飞行中保持平衡。后翅的退化使蝇类获得更强的空中操纵能力。
在耗能方面，昆虫比飞机要节省得多。蝗虫飞行1小时体重仅减少0.8％，而喷气式飞机在1小时内消耗的汽油占飞机总重量的12％。更有趣的是，昆虫在飞行中所消耗的能，比它在陆地上“漫步”时更节省。德国研究人员发现，蜜蜂飞行70米所消耗的能量，同它们在地面上爬行3米所消耗的能量相等。昆虫飞行的灵活性和机动性都是引人瞩目的。它们能随意升降、转弯、前行与倒退，并且不必滑跑就能直接起飞或降落。
03
不仅用于飞翔的翅膀
为了产生飞行所需的所有能量，昆虫必须拥有快速代谢率，但我们体内代谢反应并不总是高效的。
这些反应在控制翅膀的肌肉中产生能量，形成大量的热量和能量。昆虫降温的一种方式就是通过飞行来增加血淋巴循环。它将热量散发至全身各处，来自昆虫胸部的热量，也就是翅膀所在的位置，被传递至腹部，腹部的热量通过蒸发将逐渐流失。
这样，昆虫腹部就像一个散热器，冷的时候可以“储存”热量，太热的时候就像一个热量分配器。昆虫在寒冷的条件下会消耗多余的热量，低温并不适合飞行，因为在低温条件下，飞行所需的新陈代谢反应不够快。
为了克服这一点，昆虫会进行一些“热身运动”，用力地前后拍打翅膀，该行为类似于颤抖，目的是在不飞行时产生取暖的热量，如果身体暖和准备起飞时，它们会在起飞前几分钟将“引擎”加速。
结尾附上一个蜻蜓的拍摄小技巧哦~蜻蜓飞行速度非常快，一秒钟扇动38次就能飞9米，所以想捕捉到蜻蜓飞翔的身姿是很困难的。但蜻蜓的领地意识极强。如果它总是围着一个小范围飞行，而且不时地停落、起飞，这正是它在梭巡自己的领地。只要你尽量保持不动，蜻蜓就会一直呆在它的领地上让你拍摄啦~本文来源于黑白山水博物课堂
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《寒燃昆虫记》 转载 第 34 篇 2024年6月19日
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