壁虎为什么能攀附墙面行走?原理揭秘其实人类也可以
“如果一个人想像壁虎那样在墙面上行走，他的脚必须非常大，差不多145码那么大才行。”沃尔特?菲德尔勒(Walter Federle)说道，他是该研究的主要作者，同样来自剑桥大学动物学系。研究指出，在老鼠、蜘蛛、树蛙、壁虎等能够爬行的动物中，身体体积越大，它们的黏性足垫占身体表面积比例也越大。
　　北京时间1月20日消息，壁虎是能够攀附在光滑垂直墙壁上的最大的动物，在一项最新研究中，科学家揭露了其中的奥秘。科学家估计，如果人类想像蜘蛛侠那样在墙面上行走，需要身体表面积40%那么大的胶垫才行。此外，他们的研究或许能为大面积仿壁虎粘合剂的研究提供思路。
　　图为一只壁虎和蚂蚁。
　　该研究被发布在期刊《美国国家科学院院刊》上。研究指出，在老鼠、蜘蛛、树蛙、壁虎等能够爬行的动物中，身体体积越大，它们的黏性足垫占身体表面积比例也越大。但能够做到这一点的动物大小是有上限的，如果身体太大，足部就会大得超出常理了。
　　剑桥大学动物学系的戴维?拉邦特博士(David Labonte)和同事发现，小老鼠脚上黏性衬垫占体表面积的比例比壁虎要少200倍。壁虎是自然界中最大的、靠黏性脚垫爬行的动物，那么人类呢？如果我们想效仿蜘蛛侠，那么全身的40%都得覆盖上黏性脚垫。
　　拉邦特指出，如果动物体积过大，那么黏性脚垫占体表面积的比例也会非常大。为了达到这一目的，生物的形态也需要发生巨大的变化，因此对该能力的追求是很不实际的。
　　&例如，如果一个人想像壁虎那样在墙面上行走，他的脚必须非常大，差不多145码那么大才行。&沃尔特?菲德尔勒(Walter Federle)说道，他是该研究的主要作者，同样来自剑桥大学动物学系。
　　研究人员表示，他们对动物大小上限的研究可能会对大面积仿生粘合剂的研究产生深远的影响。目前这一类粘合剂只能在很小的面积上使用。
　　&动物体积越大，每单位体积对应的体表面积也就越小&&蚂蚁的表面积很大，体积很小；蓝鲸正好相反，有着相当大的体积，表面积却相对很小。&拉邦特解释道。
　　&对于蜘蛛这种体型较大的、能够爬行的动物来说，这就会带来一个问题：它们的体积越大、身体越重，需要的粘性也就越大，这样才能攀附在垂直的墙壁或倒置的表面上，但它们能用来覆盖黏性脚垫的身体面积则相对较小。这说明，为了解决爬行问题，生物在进化中产生了体型大小上限，大约就是壁虎那么大。&
　　体积更大的动物则进化出了其它帮助爬行的措施，如爪子和牙齿等。
　　研究人员比较了225种能够爬行的生物的体重和脚垫大小，其中包括昆虫，蛙类，蜘蛛，蜥蜴，甚至还有一种哺乳动物。
　　&我们所比较的动物体重可以分为七个级别，差异巨大，就好像把蟑螂和大本钟的重量放在一起比较一样。&拉邦特说道。
　　通过这些调查工作，研究人员还更好地理解了黏性脚垫是如何受到动物的进化史影响和限制的。
　　&我们研究的各种动物之间有着巨大的差异&&蜘蛛和壁虎之间的区别就像人和蚂蚁那样大。但如果你看一下它们的脚，你会发现它们的脚垫非常相似。&拉邦特说。
　　&攀爬动物的黏性脚垫是趋同进化的一个重要例子。虽然很多物种各自独立地经历了十分不同的进化史，但在这一问题上，它们都殊途同归，进化出了相同的解决方案。这说明这种方法的确非常出色。&
　　研究人员相信，我们可以学习这些进化出来的方法，运用到大面积人造粘合剂中去。
　　&我们的研究强调了鳞片对动物黏着力的重要性。此外，在面积较大的情况下，鳞片同样也是提高黏着力的关键因素。为了研究动物进化出的这种攀附在光滑墙面上的能力，我们仍有许多有趣的工作要做，而这些工作也将运用于大面积、强力可控粘合剂的研发之中。&
　　不过，要解决大型动物的粘附问题，还有另外一种解决方案：让黏性脚垫变得更黏。
　　&我们注意到，在彼此关系较近的种族之间，脚垫面积并不会严格按体型大小的增加而增加，这可能是进化中的限制。但这些脚垫相对较小的动物依然能牢牢地黏在墙壁上。&澳大利亚阳光海岸大学的克里斯托弗?克莱蒙特(Christofer Clemente)说道，他是该论文的共同作者。
　　&我们发现，青蛙采取的就是这种方案，它们的脚垫更黏，而不是更大。在解决如何让体积较大的动物粘附在墙壁上这一问题上，我们已经发现了两种解决方案，这一点可谓意义重大。&克莱蒙特表示。
　　&所有的物种都是通过进化出更大的脚垫来解决这一问题的，但在关系较近的物种之间，这种方法就行不通了，因为它们之间的形态差异没有那么大。因此这些关系较近的种群采取了另一种方法：让脚垫变得更黏。这可谓是进化中限制与创新的绝佳范例。&
责任编辑：孙小平
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