一只蚁蛉幼虫。(图片来源：George Wilkinson) 从上方看，蚁蛉的巢穴看起来不过是一个坑。对于在地面上行走的蚂蚁来说，它可能根本什么都不是。但一步踏错就可能让一只不幸的昆虫在沙子的倾泻中滚落到一个巧妙陷阱的底部。在那里，一对无情的巨颚等待着，张开大口准备施予致命一击。对于我们这些有点流行文化知识的人来说，这些昆虫挖的坑看起来非常熟悉。如果你正期待着一片触手和一张带喙的舌头出现，你可能并不孤单。对于蚂蚁来说，actually在那下面等待的生物几乎不那么可怕，尽管它的陷阱比《星球大战：绝地归来》中卢克·天行者差点掉进去的成熟的沙拉克小得多。但在挖洞工程方面，蚁蛉甚至可能超越沙拉克。蚁蛉的陷阱或许是人类已知最精致的挖坑范例——它们如此精细地校准，以至于一步就能引发一场无法阻挡的雪崩。英国的研究人员现在表示，他们利用数学建模的力量，并结合一些实际以蚁蛉为对象的实验，揭示了这种捕食性昆虫为何如此擅长将地上的洞变成致命的陷阱。
沙子的鉴赏家
成年的蚁蛉看起来有点像蜻蜓，它们通常以花蜜或花粉为食。但是，作为幼虫，它们是可怕的。蚁蛉幼虫没有翅膀，取而代之的是一个矮胖的身体和一对凶恶的巨颚。它们用身体作为活生生的铲子，在沙子和松散的泥土中挖掘陷阱，以奇特的螺旋状挖掘，并将多余的物质抛到空中，将它们顶在头上，然后猛烈地一甩。它们在建造陷阱时非常讲究：它们只清除最细小的沙粒或泥土。然而，如此注重细节并非没有原因。这些昆虫利用了这样一种事实：细小的沙粒比大的沙粒更不稳定。用细小的沙粒建造一个坑，意味着它的墙壁在小昆虫的重量下更容易坍塌，从而引发一场雪崩将它带到底部。一旦猎物掉到底部，不稳定的斜坡让它难以逃脱，而蚁蛉也无济于事。当猎物拼命地抓挠着周围的墙壁时，蚁蛉更是雪上加霜，向它抛洒沙子。沙粒的雨会引发更多的雪崩，并绊倒昆虫。
陷阱物理学
为了找出蚁蛉是如何如此高效地建造沙坑陷阱的，研究人员将一些蚁蛉带到实验室，并为它们提供了几种不同类型的建筑材料：大颗粒沙子和小颗粒沙子。他们将这两种沙子混合在一起，让这些昆虫开始挖掘。陷阱外围的纸张接住了所有被抛出的颗粒，研究人员仔细地称量了颗粒，并手动标记了每一颗落下的位置。这当然不是一件容易的事，但这项工作让研究人员得以一窥蚁蛉的挖掘策略。正如预期的那样，较大的颗粒被抛了出去，但研究人员发现，即使是昆虫的挖掘模式也经过了优化，以提高效率。从外向内螺旋式挖掘意味着它们需要抛掷大部分颗粒的距离被最小化，从而节省了时间和精力。此外，它们的动作经过调整，能在挖掘过程中导致较大的沙粒滑落到底部，从而更容易找到并抛出它们。事实上，这些昆虫非常熟练，它们抛出的材料比最初填满陷阱所需的材料还要多，从而确保只包含最细小的沙粒。一旦陷阱建成，蚁蛉就会藏在底部，除了巨颚外几乎完全隐匿。在那里，它等待着颤动和沙子的扬起，这些信号预示着一场即将到来的雪崩——以及另一顿美餐的到来。研究人员的工作于周二发表在《皇家学会学报：B》上。
