致命吸引:线虫用静电力捕获猎物
线虫是一类广泛分布的微小寄生虫,它们可以感染各种昆虫,如果蝇、蚜虫、蚕等。其中一些线虫,具有非常特殊的跳跃能力,它们可以将自己从地面弹射到空中,以达到几厘米的高度和水平距离。这种跳跃是由线虫体内的细菌产生的压力驱动的,当线虫感受到猎物的气味时,它们会释放细菌,并利用其产生的气体来充气和扩张自己的身体。 当线虫身体达到一定的压力和长度时,它们会突然收缩并弯曲自己的身体,形成一个弓形结构,并利用其弹性能量来发射自己。同时,线虫身体表面的粘液也起到了一个重要的作用,它可以提供毛细力来增加线虫与地面之间的摩擦,并在发射时提供一个反作用力。 线虫的跳跃机制可以使它们有效地接近飞行的昆虫,但是如何保证它们能够准确地命中目标呢?这里就涉及到了另一个重要的物理因素:静电力。 我们都知道,当我们在干燥的冬天穿着毛衣时,我们的头发和衣服会因为摩擦而带电,从而产生静电现象。这种现象在自然界中也很常见,尤其是对于飞行的昆虫来说。当昆虫在空气中振动翅膀或者在植物碎屑上行走时,它们会因为与周围介质的摩擦而积累电荷。这些电荷可以达到100伏左右,从而在昆虫周围形成一个电场。 当线虫跳跃时,它们也会带有一定的电荷,这使得它们受到昆虫电场的作用力。如果昆虫和线虫之间有相同性质的电荷,则它们会相互排斥;如果有不同性质的电荷,则它们会相互吸引。后者就是我们所说的电致致命吸引现象。 为了验证这一现象,美国缅因大学的奥尔特加-希门尼斯博士和他的同事进行了一系列实验。他们将死亡的果蝇固定在导线上,并将其放置在线虫的附近。他们通过改变果蝇的电荷来观察线虫的跳跃行为。 当果蝇没有电荷时,只有那些恰好朝着果蝇方向跳跃的线虫才能够落在其上,这是符合预期的。当果蝇带有电荷时,情况就发生了变化,即使是那些最初朝着错误方向跳跃的线虫也会被果蝇的电场所吸引,从而改变了它们的轨迹,并最终落在果蝇上。这说明,静电力可以显著地提高线虫与猎物接触和附着的概率。 他们还发现,这种静电力不仅对果蝇有效,甚至对水滴也有效。他们用水滴代替果蝇,发现线虫也会被水滴吸引。我们通常只考虑到气流对于昆虫和其他微小生物的影响,很少考虑到电力的影响,而这项研究恰恰揭示了静电力对于动物行为的影响。 |