蟑螂为啥难打?因为它们速度够快呀!

作者:蝌蚪君来源:蝌蚪五线谱发布时间:2020-09-07

小强,果然还是小强!

作为昆虫界的大杀器,蟑螂常年混迹在人类无法窥探到的“隐秘角落”,偶尔的闪现势必引发一片嚎叫和追逐。

只是在这场速度的较量中,我们常常落在下风,有时眼看着它们即将命丧于自己的“无情铁脚”之下,可是这只灵活的小妖精辗转腾挪间就以你难以想象的速度消失不见。

面对这样的比赛结果,我们常常产生自我怀疑,究竟是人类的运动能力退化了,还是蟑螂的奔跑速度过于惊人?

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人和蟑螂的速度较量,图片来源《长江七号》

没有感情的奔跑机器

众所周知,猎豹是世界上奔跑速度最快的陆生动物,时速高达120公里,相当于每秒能跑出体长的16倍(16体长/秒)。

当科学家们将目光转向昆虫,寻找昆虫中的速度之王,蟑螂毫无悬念进入榜单。

上世纪九十年代,研究者们着手测定了一些候选昆虫的奔跑速度,其中美洲大蠊(Periplaneta americana)以5.5千米/小时的速度闯进前三甲,位列第三。

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美洲大蠊,图片来源 Wikipedia

第一第二则是两种澳大利亚的虎甲(Cicindela eburneola和Cicindela hudsoni),速度分别达到了6.8千米/小时和9千米/小时。

微信图片_20200907143326虎甲(Cicindela hudsoni),图片来源 Penn state

蟑螂的速度换算成体长单位后大约为50体长/秒,远超猎豹(16体长/秒)。这样的速度,人类自然无法与之匹敌。

世界100米短跑记录保持者博尔特(Usain Bolt)的最高时速为44.2千米/小时,约6体长/秒,远不及蟑螂。

因此,蟑螂真可谓是没有感情的奔跑机器,甚至是处于若虫阶段的小蟑螂,也能以接近成虫的速度奔跑,可谓是完全赢在了起跑线上。

快速奔跑背后的秘密

科学家们发现,蟑螂会采用两种跑步方式进行提速和狂奔。

起初,它们采用交替的三脚架步态:身体一侧的第一和第三条腿与另一侧中间的腿同时着地,之后换成另一侧的第一和第三条腿与对侧中间的腿同时着地,如此循环。

当速度加快时,蟑螂就会改变跑步步态:两侧的第一条腿同时着地,紧接着两侧的第二条腿同时着地,之后是第三条腿。

为什么会有这样的变化?这样的变化又有什么用呢?

科学家发现,三脚架步态在一定速度范围内具有稳定性,使蟑螂能跑得很稳当。一旦超过一定速度,蟑螂虽然可以高速跑步,但因为是以弹跳的形式前进,所以会消耗更多的能量,而两侧腿对称着地的方式不仅稳定,还能使蟑螂的步幅增加,带来速度的爆发。

这样的运动方式甚至给了工程学家启发,帮助他们设计更有平衡感的快速步行机器人。

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蟑螂的运动模式图,图片来源 ref1

同时,科学家也认为,蟑螂头部的两只复眼可以保证它们看到360度的影像,虽然图像并不像人类的视觉成像那么清晰,但敏感度却十分惊人。

此外,蟑螂头上的两条触须可以帮助它们感受空气流动的变化,当光影或者空气震动,蟑螂就可以快速做出反应,进行闪避。

研究者还发现,蟑螂身体体积较小,呈现扁流线型,能有效减少运动过程中的空气阻力。并且,灵活的蟑螂可以迅速进行90度甚至180度的转弯来调换运动方向,缓冲所需时间非常短。正是这些身体构造以及运动特性,使蟑螂成为了奔跑速度最快的昆虫之一。

有如此之多的buff加身,蟑螂在与人类的速度竞赛中胜出也就理所当然了。只是这种局面并不是人类愿意看到的,毕竟比看到一只蟑螂更可怕的,是眼睁睁看着一只蟑螂在自己眼皮底下成功逃跑。

如今,消灭蟑螂的方法五花八门,但蟑螂本身的繁殖特性保证了自己的族群面对人类的强大攻势,依然可以不断繁衍生息。

看来,我们与蟑螂的战争,还要旷日持久地打下去。


参考文献:

[1] A Ayali, E Couzin-Fuchs, I David, et al. Sensory feedback in cockroach locomotion: Current knowledge and open questions[J]. J Comp Physiol A 201, 841-850(2015).


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