血液助力的腳趾:流浪蠑螈完美起降的秘密
地球
02-04
流浪蠑螈(學名:Aneides vagrans)大部分時間都棲息在沿海的紅杉森林中,有時甚至會爬到高達88公尺(288英呎)的樹上,它們一生都可以不接觸地面。儘管身形嬌小,但它們膽量可不小,常常像跳傘員一樣伸展四肢,在樹冠間跳躍。它們棲息在高處樹上的蕨類植物叢中。
在起飛和降落方面,研究發現了蠑螈一項特殊技能,它們能使血液流入、滯留和排出方形的趾尖。這一技能幫助它們完美起飛和穩定降落。
研究的主要作者、華盛頓州立大學整合生理學和神經科學的博士後研究員克里斯蒂安·布朗在一份宣告中表示:「如果你正在攀爬一棵紅杉,18隻腳趾緊抓著樹皮,此時能有效脫離且不損傷趾尖,那可是至關重要的。」
多年來,這些蠑螈的方形趾尖一直吸引著研究人員。不僅是因其形狀特殊,更因它們的皮膚呈半透明狀,能看到血液在皮下流動。此前,人們曾認為這些「血湖」可能是為了將氧氣輸送到趾尖,但從未得到證實。
為了深入探究其中奧妙,研究團隊在顯微鏡下仔細觀察染色的趾頭,並拍攝活體蠑螈的影片,研究它們在水平表面和垂直傾斜表面上的血液流動情況。
研究團隊是在拍攝一個電視節目時萌生出仔細研究趾頭的想法。研究發現,在腳趾離開接觸面之前,血液會迅速流入趾尖,使趾頭表面擴張。令人驚訝的是,這一適應性特徵並非為了增強附著力,而是為了便於脫離。趾頭表面微微膨脹,減少了與接觸面的接觸面積,從而降低了脫離所需的能量。研究人員認為,對單個腳趾如此精準的控制,有助於蠑螈在落在蕨類植物叢上時保持穩定。
研究團隊認為,這項發現甚至可能為機器人或粘合劑的仿生設計帶來靈感。布朗表示:「受壁虎啟發的粘合劑已能使表面重複使用且不喪失粘性。瞭解蠑螈的腳趾,可能會在附著技術上取得類似的突破。」
該研究成果發表在《形態學雜誌》上。