研究它們噴尿,居然可以用於火箭發射!

一項新的研究發現,蟬的近親葉蟬,可以以超高速彈射尿滴,它們還因此被稱為“神槍手”(sharpshooter)這是自然界中已知的第一個“超級推進”的例子,研究它尿尿或許可以用於發射火箭!
葉蟬體長1到2釐米,以綠色植物的汁液為食,它們從根中吸收水分和溶解的營養物質,從葉子中吸收糖分。因為這麼會吃被廣泛認為是害蟲。
四隻葉蟬一起在一棵羅勒植物上
圖源:Georgia Institute of Technology
葉蟬吃的植物木質部汁液的營養並不豐富,其中95%都是水,所以它們每天大量吸取植物汁液才能存活下去,結果就是每天排尿量高達其體重的300倍,咱們人類每天的尿量約為體重的四十分之一。
排尿也得消耗能量,為了攝入更多營養,葉蟬需要不斷高效排出液體,所以它們進化出了很厲害的排尿方式——
葉蟬噴尿時尾部的特寫。科學家們管這叫“屁股閃爍(butt flicker)。圖源:YouTube
科學家們使用高速影片和顯微鏡分析了葉蟬末端的一個結構,稱為肛門觸針,或者叫“屁股閃爍”。當蟲子準備撒尿時,觸針向下彎曲,為蟲子擠出一滴尿液騰出空間。當液滴達到最佳尺寸時,觸針像三維彈球的彈簧棒一樣,將液滴發射出去,尿滴會以0.32 m/s的線速度飛出去,大概比肛門觸針的速度快40%——這就是超級推進。
這種效應以前只在人工環境中看到。觸針壓縮液滴,在發射前將能量儲存在液滴的表面張力中,以幫助它們以高速彈射。表面張力是一種迫使液滴向上的力,它是由液體分子相互粘附的緊密程度造成的。
小小尿滴,大大能量
像火箭和航天器的分離就用到“磁推進器”和“電推進器”這些超級推進的方法。物理學家曾發現,相比於一般的發射方式,藉助超級推進可以多產生250%的能量,可以以更節量的方式將航天器準確送入預定軌道。
研究葉蟬排尿的科學家說:“我們經常忽視排洩,因為它是禁忌或愚蠢的,但它是一種關鍵的生物功能,類似於進食,具有重要的能量、生態和進化意義。”對撒尿機制的好奇觀察,也能有大大的用途!

來源 | livescience
翻譯 | 趙之遇
部分圖片 | 圖蟲創意
微信編輯 | 趙之遇

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