为什么毛毛虫不像充气的圆柱形气球那样，长得又短又胖呢？
答案是，毛毛虫实际上更像一个风琴。
毛毛虫之所以想长得又长又细，这没什么神秘的。这样它就能通过最简单的肌肉收缩轻松地移动，还能欺骗饥饿的鸟儿，让它们以为自己是树枝或叶脉。然而，滑铁卢大学的细胞生物学家戴维·卡特说，神秘之处在于毛毛虫如何做到长而细，因为按理说它们应该又短又胖，甚至是球形的。毛毛虫没有内部或外部的骨骼来维持其形状；它们就像被自身血液充盈的小气球。然而，一个圆柱形气球——事实上，任何在均匀内压下的中空圆柱体——在直径上的增长速度会比在长度上的增长速度快，因为作用在圆柱壁上并使其拉伸的应力，在其圆周方向上的大小是其轴向上的两倍。
长大的毛毛虫似乎不知何故逃避了这条力学定律。但人们一直不知道这是怎么回事——直到卡特和他的导师迈克尔·洛克开始用强力胶将毛毛虫粘在载玻片上。这两位研究人员正在测试一种新显微镜，观察一种具有透明角质层（外皮层）的毛毛虫 Calpodes ethlius。他们试图在不扭曲昆虫形状的情况下进行观察。卡特说：“我认为将毛毛虫固定在载玻片上，直接通过它来观察活体昆虫是个绝妙的主意。我尝试了各种固定方法，但唯一奏效的是强力胶。当我把毛毛虫固定在那里用显微镜观察时，天哪——出现了这么多褶皱。”
毛毛虫看起来像一个小型圆柱形风琴——一种手风琴——其周身布满了褶皱，并沿着其轴线均匀分布。这些褶皱从角质层表面下方一直延伸到分泌角质层的活的皮肤细胞层——表皮的顶部。卡特和洛克意识到，这些褶皱一定有助于长大的毛毛虫的长度与其周长同步增长。
他们通过观察毛毛虫在其五个生长阶段的最后一个阶段来证明了他们的猜测。在第五阶段早期，每条毛毛虫的轴线上每隔 10 到 15 微米就有一个褶皱。但当毛毛虫长成时，褶皱之间的距离可达 60 微米。研究人员发现，在一些长成的毛毛虫中，褶皱完全消失了——显然是被昆虫的生长拉伸开了。
基于这些以及其他观察，洛克和卡特现在相信，任何毛毛虫在每个生长阶段开始时都有许多深层折叠的褶皱。随着血液供应的扩张，毛毛虫的内部压力增加，它开始生长——并且通过简单地展开褶皱，它沿长轴的生长比沿周长的生长要容易得多。一旦褶皱消失，毛毛虫就会通过实际拉伸其角质层继续生长；由于应力差，此时它的周长增长速度将是长度的两倍。但褶皱展开赋予长度的先发优势，平衡了应力差，使长度和周长保持相同的比例。在每个生长阶段结束时，拉伸的角质层会放松并收缩，褶皱会重新形成。
为什么一开始就会形成褶皱，为什么没有沿着毛毛虫的轴线方向形成的呢？洛克和卡特在表皮中找到了答案。卡特说：“角质层实际上没有生命，但表皮细胞是有生命的。它们是必须组织结构的细胞。这种组织是由称为微管的坚硬纤维完成的。”
通常，微管会相互交织在细胞内，并帮助其维持形状。然而，在毛毛虫的表皮中，许多纤维沿着每个细胞的顶部、角质层下方，呈环绕方向排列。卡特说，这些纤维束就像箍。当角质层收缩时，这些箍不会收缩，因此角质层就会在其上方形成褶皱。没有沿着毛毛虫轴线方向形成的褶皱，是因为这些箍太硬而无法弯曲。
为什么以前没有人发现毛毛虫像手风琴一样呢？卡特说：“毛毛虫的角质层非常黏滑——我听说有人把它比作鼻涕。所以，为了观察它，我们过去常常切断毛毛虫的末端，然后将其充入固定剂。当然，这会将其完全拉伸开，所以你就看不到任何褶皱了。如果没有强力胶，我们永远也看不到它们。”
