亚马逊牛奶蛙的趾垫可以承受高达自身体重14倍的重量。这就像一个普通的美国男人用他的脚趾抓住一辆本田思域......
这些树蛙是着陆高手。这是一件好事，因为抓住并抓住小树枝或树枝的能力是青蛙和致命坠落之间的唯一屏障。但人们对它们是如何做到这一点知之甚少。
德国基尔大学的研究人员使用高速摄像机拍摄了青蛙落在棍子上的情景。他们发现，青蛙用独特设计的趾垫抓住棍子，并利用翻滚和其他杂技动作来减缓它们的动量。有时，它们也会腹部着地。
关于支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保未来能够继续讲述关于塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事。
它们趾垫上的凹形六边形细胞和粘液使它们能够通过毛细作用附着在表面上。这与使液体能够通过吸管吸上来以及水黾能够在池塘表面行走的力量相同。
“着陆的挑战是巨大的，失败可能是致命的，”德国基尔大学的硕士生尼恩克·比吉玛说。“即使在坠落中幸存下来，也意味着青蛙必须消耗能量爬回目的地。”
作为一名本科生，比吉玛和该大学功能形态学和生物力学研究小组的两名科学家使用高速摄像机研究了树蛙着陆的力学原理。他们的研究结果发表在四月份的《比较生理学杂志A》上。
“我们想知道这些青蛙是如何在距离多个体长的狭窄且常常不可预测的基质上着陆的，”比吉玛在最近的一次采访中说。
研究人员拍摄了青蛙跳向并落在木棍上的情景。
通过研究慢速镜头和青蛙在倾斜镜子中的倒影，研究小组观察到两种不同的着陆技术。一种是用前肢或后肢抓住。另一种是它们腹部着地——两栖动物的腹部着地。
腹部着地有优点也有缺点。“[O]ver射击目标不太可能，因为青蛙的腹部会立即停止飞行……”研究报告写道。“然而，在腹部着陆期间，腹部必须消散青蛙的所有动能，这可能会对内脏器官造成伤害。”
但是，当青蛙用前肢或后肢抓住时，它们有过度射击的风险，这使得趾垫的粘性至关重要。
研究发现，一旦青蛙的趾垫接触到木销，它就会固定在原位而不会滑动。然后，由于它们灵活的身体结构，青蛙进行了翻滚和其他杂技动作。这以及身体其他部位与棍子接触产生的摩擦力使每只动物都能摆动并减速到足以完全栖息。
通过计算每只青蛙在着陆过程中的速度和减速度，研究人员确定青蛙的趾垫可以承受高达自身体重14倍的重量。考虑到其中一只青蛙能够仅用一个脚趾抓住棍子，这是一项令人印象深刻的壮举。
虽然更多的研究可以评估这些动物如何在不同的材料和地形上着陆，但这项任务可能不得不留给未来的研究人员。
比吉玛的下一步工作：研究蜣螂的运动方式如何应用于机器人技术。
本文经 PBS NewsHour 许可转载。最初于2016年5月9日 首次发表。