本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
任何在炎热天气去过海滩的人都知道脚下滚烫沙子的感觉。但是,穿梭于阳光明媚的大草原或居住在沙漠中的甲虫也会有这种感觉吗?生物学家发现,蜣螂——以粪便为食而闻名,它们将粪便滚过沙地,直到变成光滑的球体——不仅会感到灼热,而且它们的食物还能帮助它们降温。
像Scarabaeus (kheper) lamarcki这样的蜣螂通常会选择一堆粪便,通常来自当地的食草动物,然后将其直线滚动,以尽快逃离竞争对手的甲虫。一路上,蜣螂偶尔会爬起来,伸出头,旋转360度,然后重复——这种动作被称为定向舞(当你的头朝下并推动一个球时,很难知道你是否在直线移动)。瑞典隆德大学和南非金山大学的生物学家一直在研究这种行为,以了解昆虫的视觉导航技能,结果却发现珍贵的粪球充当了一种便携式空调。
科学家们在观察S. lamarcki的自然行为时,注意到每天中午左右,甲虫会爬起来开始梳理——正如你在下面的视频中看到的那样。
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为了测试高温是否会影响甲虫的行为,科学家们设计了一个实验,让甲虫在中午在阴凉或阳光充足的场地滚动粪球。他们发现,在炎热场地中的蜣螂更频繁地爬到粪球上,并擦拭它们的脸部和身体。
接下来,研究人员决定测试甲虫爬上去是否是为了让它们的脚离开滚烫的沙子。在一个大胆的科学和服装实验中,他们在甲虫的前腿上贴上了牙科硅胶“靴子”。在比较穿靴子的昆虫和光脚的昆虫时,科学家们发现,穿靴子的昆虫爬到粪球上的频率降低了35%,并且可以推动粪球的时间大约是原来的两倍,而无需休息。
但是粪球到底有什么作用呢?首先,粪便是湿润的,这意味着当它滚动时,会通过蒸发散失热量。换句话说,与你的空调工作原理相同的原理——蒸发冷却——也在这里发挥作用——尽管形式更便携。热成像视频证实,典型的粪球明显比甲虫本身或地面更凉爽。此外,科学家们发现,如果粪球被加热(在阳光下放置半小时)而不是冷藏(放在冰箱中),甲虫爬到粪球上的频率明显更高,这表明粪球也可能在甲虫滚动时冷却沙子,给昆虫的脚部带来一些额外的缓解。“移动热避难所”是研究人员对这一结果的称呼。
这些发现今天发表在《当代生物学》杂志上。研究小组未来是否会推出更多的甲虫靴子仍不清楚。隆德大学的生物学家、该研究的作者之一约亨·斯莫尔卡指出,穿上靴子说起来容易做起来难:“实际上很难将它们穿到它们的腿上并抬起它们的前臂——它们的前臂非常有力。”对于未来的研究,其他甲虫服装也是一种明显的可能性——科学家们还使用牙科硅胶(可以轻松地涂抹和剥离,而不会伤害昆虫)来制作用于视力测试的“眼罩”。斯莫尔卡说:“这个小组有为甲虫制作服装的历史——我们已经制作了帽子——看看接下来会发生什么将会很有趣。”