英初次在虫豸身上发现功能性机械齿轮结构

英国科学家在最新一期《科学》杂志上颁***文称，他们在欧洲一种常见的虫豸身上发现了过往认为只有在人造机械中才会出现的功能性机械齿轮结构。科学家称，这是初次在天然界生物体上发现此类结构，表白天然界生物进化成果在某些方面要远超人类预感。

伊苏斯（Issus）是欧洲常见的一种虫豸，在大多欧洲国家居平易近的花园中皆可见这种虫豸。英国剑桥大学和布里斯托大学的科学家应用高速摄像设备和现代解剖技术这种虫豸幼体的结构和活动方式进行了研究。他们发现，在这些虫豸幼体的后腿关节上，有着如自行车或汽车变速箱传动装配一样的齿轮结构，其齿轮带大约有400微米长，轮齿数量在10个到12个之间，在虫豸进行跳跃时，两个齿轮带会同步扭转，完美咬合，供给同向推力。

论文作者、剑桥大学的马尔科姆·巴罗斯教授指出，伊苏斯的双腿活动速度高达30微秒，这种精确的同步性不成能经过过程神经体系来实现。伊苏斯应用骨骼结构解决了大脑和神经体系无法解决的题目。它将神经旌旗灯号传递给肌肉，产生大致雷同的力量，当一条腿开始摆动，齿轮就会咬合联动，从而产生尽对的同步性。

伊苏斯的齿轮结构有着人造机械齿轮的特点，比如每个轮齿与齿轮带的连接点都有一个圆角，这是人工机械齿轮的特点，可有效减震，防止轮齿断掉。但它也有与人造机械齿轮不同之处：人造齿轮都是对称的，以便在扭转过程中可以或许彼此咬合，而伊苏斯后腿关节的齿轮结构中，每个轮齿是非对称的，都向一个发力点曲折，从而为跳跃供给单向动力。

此外，令科学家更感困惑的是，他们只在伊苏斯幼体的后腿关节处发现了这种齿轮结构，当幼虫蜕皮为成虫后，这齿轮结构就消掉不见了。

齿轮结构在动物界中并不鲜见，如刺山龟（也称为齿轮龟）的甲壳、车轮虫的背面等都呈齿轮状，但这些结构的功能要么模糊难解，要么随着进化而逐渐损掉，成为一种装潢型结构。

“我们经常认为像机械齿轮如许的结构只是人类机械设计的产物，但事实并非如此，我们没能在生物体上发现它是由于我们不美观察得不够”，另一位论文作者、布里斯托大学的格里高利·萨顿说。“生物体上的这种齿轮结构不是设计出来的，而是天然进化的结果”。