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這些昆蟲潛艇可以在足以壓垮它們的深度下生存。

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這些昆蟲潛艇可以在足以壓垮它們的深度下生存。

非洲湖泊中潛入深海的昆蟲幼蟲迫使科學家重新考慮昆蟲幾乎完全從公海消失的流行解釋。他們的秘密是一個極其耐用的氣囊系統,可以承受遠大於研究人員預期的壓力。

數十億隻湖蠅幼蟲(你正在吃Chaoborus。),生活在東非的馬拉威湖。每天都會進行不尋常的垂直疏散。

白天,幼蟲會潛入 200 多公尺深處,進入氧氣很少的湖泊深處。該區域通常被稱為死亡區。它為無法在該地區生存的掠食者提供了庇護所。天黑後幼蟲來到水面尋找食物。雖然他們要先穿過許多等待吃掉他們的魚。

為了追蹤這種日常運動,UBC 研究人員 Drs.菲利普·馬修斯和埃文·麥肯齊在湖底放置了一個聲納系統。該設備使他們能夠觀察在水中移動的巨大幼蟲群。

微小的氣囊就像壓載艙一樣運作。

當研究人員檢查胚胎時,他們發現昆蟲的部分呼吸系統已經適應了兩對微小的氣囊。

這些袋子的作用就像潛水艇的壓載艙。透過調整幼蟲的大小,可以改變它們的浮力並控制它們在湖中上升或下沉。

囊腫壁含有rexylin。這是在許多昆蟲中發現的一種異常柔韌的材料。幼蟲可以改變包囊壁的pH值。這會導致樹脂膨脹或收縮。這會改變肺泡的體積,並使幼蟲能夠精確控制深度。

氣囊可以承受強大的水壓。

接下來,研究人員將胚胎放入小壓力室內。檢查氣囊放氣前能承受多少壓力。

結果是驚人的。這些囊能承受的壓力相當於 400 多公尺深處的壓力,比幼蟲日常遷徙時通常行走的深度還要深。

昆蟲在陸地和淡水中都非常成功。但在公海中幾乎沒有。一種廣泛討論的解釋是,更深的地方的巨大壓力會壓碎昆蟲用來呼吸的氣穴。

這些幼蟲的韌性表明,僅靠壓力可能無法完全解釋為什麼昆蟲從未在整個海洋中定居。

生物橡膠可以激發新素材的靈感

科學家之前研究過這種樹脂,因為它的行為幾乎就像完美的生物橡膠。在其他昆蟲中,它有助於創建耐用的結構,例如需要重複彎曲的翅膀鉸鍊和肌腱。沒有變質

新發現的浮力系統也可能有助於開發智慧樹脂基材料。研究人員最終可能會使用類似的機制來製造人造肌肉或其他材料。受 pH 值化學變化刺激時會移動

該計畫的部分資金由加拿大自然科學和工程研究委員會發現和加速器撥款資助。

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