昆蟲|日排尿量是體重300倍，排尿加速度比賽車快10倍！這種昆蟲不簡單昆蟲

文章圖片

文章圖片

文章圖片

文章圖片

文章圖片

文章圖片

葉蟬，一種小昆蟲。絕大多數人都見過，但大多數人都不知道它的名字，就是下圖中這類的小昆蟲：

這種小昆蟲常見于各種植物的枝葉上，形體和蟬（知了）很相似，但個頭要小得多，大多數只有芝麻粒的大小，不過可別看它小，它可是全世界臭名昭著的害蟲，以損害植物葉片為主，影響植物正常生長。

在農田中，葉蟬以玉米上最多，但實際上這種小昆蟲在全世界有1萬多種，具體數量就難以計量了，其獲取食物的能力主要靠從植物中吸取汁液，從中獲取養分和水分，所以它們“吃飯”就是“喝水” ，食物至少95%都是水分，排出的尿液中水份則高達98%左右。

參考消息網5月4日轉載美國趣味科學網站報道稱，美國農業部的科學家和佐治亞理工學院的生物學家薩阿德·巴姆拉共同參與的一項對玻璃翼葉蟬的新研究發現，它每天的排尿量可達其體重的300倍，這個數據是不是很嚇人？就是下圖中這種葉蟬，這種現象被認為在葉蟬所有種類中有普遍性。

如果人（平均體重60公斤）每天也尿這么多的話，每天的排尿量可達18噸，就是一天中一直尿都很難尿這么多。但事實上人每天的排尿量只有人自身體重的2.5%左右，一般也就1~3公斤。

然而研究發現葉蟬最驚人的還不是它巨大的排尿量，而是它排尿時尾部對尿液的巨大推力，它能夠以超高速彈射出尿液滴，被認為是自然界中第一例已知的“超推進”現象的范例。

什么是超推進現象呢？2017年9月，法國教授克里斯托夫·勞法斯特與合作者在美國物理學會出版的國際學術期刊《物理評論快報》上發表了標題為《液滴和軟彈性固體的超推進》，文中講到的重要發現就是超推進原理，論文表示如果用一個上下振動的固體表面作為彈射器，那么該彈射器發射出的液滴的速度會非常快，主要原因是被彈射出來的液滴會發生壓縮后拉伸的變形，并在空中振蕩，就像被球棒打中的棒球一樣，在被球棒的力量擠扁后，向外飛射是會添加其自身回彈的力量，這在液體的彈射中能增加液滴的質心向上運動的振蕩、變形現象被稱為“超推進” 。

葉蟬是如何做到的呢？原來它使用特殊的“肛門觸須”附屬物來彈射它們的尿液，很奇怪的是它能調整肛門處觸須的振動頻率，通過巧妙的震動將液滴噴射出去，研究者認為這種方法大大提高了能量傳遞效率，這種超推進排尿方式要比通過肌肉的收縮壓將液體擠出去更省力更節能，也可以使得液滴噴射時速度極快。

研究發現葉蟬的排尿系統很不簡單，它的肛門觸針底部和頭部分別是節肢彈性蛋白（類似彈簧）和感受器（尾須），在排尿時尾部的肛門觸針會有一個角度的變化，在形成尿滴、加載彈性和噴射尿滴這三個過程中的角度都不相同，在尿滴形成階段，節肢彈性蛋白會讓肛門觸針彎曲一個較大的角，尿滴排出約80毫秒后直徑能達到0.73毫米左右，這時肛門觸針的角度一直是恒定狀態，但隨著尿滴的增大，觸針會再彎曲大約15度，直到尿滴接觸到感受器，開始進入發射階段。