跳蚤是惊人的跳跃者：它们一次跳跃就能跳到身体长度的 200 倍，并能承受 100 G 的加速度。但它们到底是如何做到如此惊人的跳跃的呢？虽然我们几十年来都知道跳蚤在腾空而起之前会将能量储存在一种名为弹性蛋白的弹性蛋白中，但它们是利用跳蚤的“脚”（称为跗节）还是“膝盖”（称为股骨）将能量传递到地面，仍然是一个谜。但是，借助 21 世纪的高速摄像机，研究人员现在已经解决了这个争论：答案就在它们的脚部。现在，尝试与跳蚤做实验的第一项任务就是找到跳蚤。幸运的是，英格兰圣蒂吉温克尔野生动物医院信托基金会的善良人们那里有许多患有跳蚤的刺猬，它们正等待着失去几只虫子——因此，这家名字很棒的医院为一项有益的事业捐赠了几只跳蚤。这项发表在《实验生物学杂志》（Journal of Experimental Biology）上的研究，包含了视频和跳蚤跳跃的模拟。但由剑桥大学的 Gregory Sutton 领导的研究人员——则利用几十年前就使用过的方法，获得了他们最初的见解。
与他的前辈一样，Sutton 博士从对跳蚤的详细解剖学研究中获得了第一条线索……这些研究揭示了昆虫脚部附近有相对较大的刺；这些结构表明，正是这些区域抓住了地面以获得抓地力。[BBC]
直到近几年，高速摄像机才足够强大，足以回答这个关于“脚还是膝盖”的问题，但这并不意味着研究人员就轻易解决了这个问题，即使他们现在拥有了技术：仍然存在让跳蚤在正确的时间、正确的方向跳跃的问题。如果你曾经试图让跳蚤跳跃，你就会知道这不是一件容易的事。
“我们终于弄清楚了，跳蚤在黑暗中不会跳，”Sutton 博士解释说。“所以我们会关掉灯，移动相机和腔体，让跳蚤进入平面，然后打开灯，跳蚤就会沿着摄像机的平面跳跃。”[BBC]
他们的结果呢？
探索的每个途径都指向了脚。首先，Sutton 说，在大约 10% 的跳跃中，跳蚤的膝盖根本没有接触地面。无论膝盖是否接触，跳蚤的跳跃速度和加速度都相同。该团队还发现跳蚤的胫骨和跗节上有长刺——也许抓地力很好——但膝盖上只有短毛。Sutton 和 Burrows 在胶片上观察到的跳跃也与他们脚部跳跃但非膝部跳跃的数学模型的预测相符。[Science News]
当然，了解跳蚤如何跳跃的知识是好的，但这项研究有一个更深层——也更实际——的目的。
Sutton 博士认为，卓越的弹簧只是跳蚤可以教给工程师的几项重要课程之一。他们还可以学习如何制造能够跳过崎岖地形的机器人。“昆虫跳跃非常精确，速度非常快，”Sutton 博士说。“如果你能制造一个能够做到这一点的机器人，那将是惊人的。”[New York Times]
相关内容：80beats：水蚤：一种具有强大基因组的微小甲壳类动物 80beats：鸵鸟是耐力型跑步者，这得益于它们步伐中的弹簧 80beats：研究人员揭示了苍蝇为何难以拍打的秘密 科学非虚构：假肢：不再仅仅是木腿和钩子了
图片：flickr / kat m research
