科學(xué)家有了另一個(gè)令人驚訝的發(fā)現(xiàn)：他們在大自然中首次發(fā)現(xiàn)功能性的機(jī)械齒輪。大自然似乎再一次證明它是一個(gè)基礎(chǔ)科技的首位實(shí)現(xiàn)者。雖然之前大家認(rèn)為只有人造的機(jī)械齒輪，但這個(gè)發(fā)現(xiàn)證明機(jī)械齒輪有進(jìn)化而來的自然先例。

這張圖片顯示與稻飛虱(plant hopper)的后肢連結(jié)的齒輪。圖片來源：Burrows/Sutton

科學(xué)家說，這是“在生物結(jié)構(gòu)中首次發(fā)現(xiàn)的機(jī)械齒輪”。這個(gè)機(jī)械齒輪是在一種稻飛虱中發(fā)現(xiàn)的，這種昆蟲在歐洲的花園中很常見。飛虱（Issuscoleoptratus）是一種會(huì)跳的昆蟲，與跳蚤或蚱蜢相似，它使用帶有鋸齒彎曲物的關(guān)節(jié)，這種關(guān)節(jié)不只連接在一起，它還會(huì)旋轉(zhuǎn)，就像機(jī)械齒輪一樣。這讓它的腿在跳躍時(shí)能同步，這類昆蟲的基本特征讓它們能有力地跳躍，如果它們沒有這種自然產(chǎn)生的機(jī)械齒輪，它們的跳躍將會(huì)失去控制。

報(bào)告內(nèi)容指出，飛虱內(nèi)部的齒輪與所有腳踏車在工程方面有明顯相像之處，與所有汽車的齒輪箱也有相似之處。另外，科學(xué)家揭露，飛虱內(nèi)部的每一個(gè)齒輪齒的尖端都是圓角，這些圓角是與齒輪條連接之處，這個(gè)特征詭異地與人造齒輪極為相似。

來自劍橋大學(xué)的動(dòng)物學(xué)家、研究領(lǐng)導(dǎo)人Malcolm Burrows說：“這個(gè)齒輪狀的生物結(jié)構(gòu)（從一個(gè)零件傳送能量到另一個(gè)零件的內(nèi)部機(jī)制）被首次發(fā)現(xiàn)?！?/p>

主筆作者，來自劍橋大學(xué)動(dòng)物學(xué)系的Malcolm Burrows教授說：“這樣精確的同步不可能透過神經(jīng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，神經(jīng)脈沖會(huì)花太多時(shí)間在所需的緊密協(xié)調(diào)上?！?/p>

齒輪飛虱

MalcolmBurrows教授：“因?yàn)闄C(jī)械齒輪的發(fā)展，飛虱只要傳送神經(jīng)訊號到它的肌肉，產(chǎn)生大約等量的力量，然后當(dāng)一只腿開始推動(dòng)跳躍，齒輪就會(huì)產(chǎn)生連鎖反應(yīng)，產(chǎn)生完全同步的動(dòng)作。對飛虱來說，骨架是用來解決復(fù)雜問題的，也就是用來解決那些腦部和神經(jīng)系統(tǒng)無法解決的事。這讓我們知道，考慮各種不同動(dòng)作中的骨架性質(zhì)是很重要的?！?/p>

來自布里斯托大學(xué)的共同作者Gregory Sutton補(bǔ)充：“我們通常將齒輪想成人為設(shè)計(jì)的機(jī)械。但是我們已經(jīng)知道那是因?yàn)槲覀兛吹眠€不夠多。這些齒輪沒有經(jīng)過設(shè)計(jì)，它們是由進(jìn)化產(chǎn)生。這顯示在動(dòng)物世界中，有高速且精準(zhǔn)的機(jī)械為了同步而進(jìn)化?！?/p>

科學(xué)家揭露，每個(gè)在飛虱中發(fā)現(xiàn)的齒輪條大約有400微米長，含有十到十二個(gè)齒輪齒。另外，在每條腿中的齒輪的兩側(cè)，含有同樣數(shù)量的齒輪齒，這讓齒輪比為一比一。

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