蛇怪蜥蜴“水上漂”

  ——动物的水上行走绝活

文/辛 夷   张 洁

图/ 袁 屏

“水上漂”绝技相传是达摩祖师创立。然而，即使在武侠小说中，真正掌握了“水上漂”绝技的也是凤毛麟角。现实世界中，英国魔术师戴纳摩曾经在2011 年6 月“徒步”穿越泰晤士河，如蜻蜓点水般在水面上自由行走，在众多观众面前展示了中国武侠小说里描写的上乘绝世武功“水上漂”。尽管明知戴纳摩的悬浮术表演不过是魔术的障眼法，但是我们仍然在幻想着人类能够练出“水上漂”的绝世武功。其实“水上漂”的绝活，对于一些动物来说，是小菜一碟。而人类，也不断从动物身上取得灵感，研制出一系列精巧而实用的装置。

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蛇怪蜥蜴高速涉水

小动物们靠的是“表面张力”

对于蜘蛛、水黾等小动物来讲，“水上漂”可谓是司空见惯。它们之所以能够在水面上漂浮，主要是因为其体型小，重量轻，不会破坏水面的表面张力。日常生活中，硬币、回形针等物体有时候也可以漂浮在水面上，其中的道理也类似。

平静的水面上经常可以看到水黾的身影，它们能在水面上滑行、跳跃和玩耍，犹如溜冰运动员，它们既不会划破水面，也不会浸湿自己的腿。水黾是如何练就如此功夫的呢？

在水面上演“凌波微步”的水黾，它们也并不是什么游泳健将。大约100 万年前，这种昆虫便在最大限度上利用水面张力，平衡它们只有0.01 克的身体。

研究人员发现，水黾的腿能排开300 倍于其身体体积的水量，这就是这种昆虫拥有非凡漂浮能力的原因。通过高倍显微镜，研究人员发现了水黾腿部特殊的微纳米结构，这才是它们能够在水面快速滑行的真正原因。水黾腿部纳米刚毛拥有疏水性能。这种特殊结构可用于新型防水纺织品的生产。

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水黾能载水面上滑行、跳跃和玩耍，犹如滑冰运动员

美国卡内基·梅隆大学的两位研究人员——机械工程学博士生宋演武和机械工程学助理教授梅丁·西蒂——研制出世界上第一个能够模仿水黾“水上漂”功夫的机器人。这款可以在水上行走的机器人无论是外观还是设计都与水黾类似：它不会破坏水面张力，而且拥有高度的可操作性和灵活性。它可以很好地完成军事侦察任务、水污染监测等，代替人类去做一些有危险性的工作。

蛇怪蜥蜴的真功夫

那些小动物们拥有“水上漂”的本领，是因为它们的身体很轻，而且不会打破水面张力的平衡。对于稍微大型一点的动物来讲，“水上漂”的功夫也并非遥不可及。蛇怪蜥蜴就是非常罕见的一例。

蛇怪蜥蜴生活在热带雨林的河流边，主要以小昆虫为食。每天蛇怪蜥蜴都要晒太阳以保持体温，这就使得它们非常容易被捕食，比如大型鸟类会从空中发动攻击，肉食性动物会从陆地发动袭击。因此蛇怪蜥蜴练就了一种特殊的逃生本领。当遭遇危险时，蛇怪蜥蜴会跳进水中，从水面上跑走。

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通过对高速摄像得来的影像资料进行慢镜头回放，人们揭开了蛇怪蜥蜴“水上漂”的秘密。因为它们奔跑的速度很快，因此爪子接触到水面的时候，能够产生气泡。在气泡破碎前，蛇怪蜥蜴被气泡推动着向前跑。

蛇怪蜥蜴的动作可以分为两步，分别为拍击和划水。蛇怪蜥蜴所产生的力主要有三个方向：垂直方向的力使其浮在水面上，向前的力推动其身体向前运动，而横向力则令其身体保持平衡。

蛇怪蜥蜴拍击过程产生较大的垂直方向的力，为其自身重量的113%，使其不至于下沉。

蛇怪蜥蜴的脚趾细长，脚底下覆盖有鳞片，它的这种身体构造有利于在水面上奔跑时产生气泡。另外，由于蛇怪蜥蜴奔跑的速度非常快，因此它的爪子接触到水面的时候，能够迅速产生气泡。

“旋泳”高手豉（chǐ）甲

在河南董寨的自然保护区，在路边的水坑里有一种奇怪的虫子漂浮在水面上。这种虫子身体呈椭圆形，浑身散发着银色的金属光泽，像穿了一件铠甲。有趣的是，它们一直漂浮在水面绕圆圈，一圈又一圈。原来这是一种圆鞘隐盾豉甲。豉甲是一种水生甲壳虫，成虫多在水面漂游。它们的复眼分上下两个，可以同时观察水面之上和水面下的情景。豉甲拥有坚硬的、不易弯曲的外骨骼，这使得它们看起来更像是一艘艘微型硬壳船。

豉甲是生活在淡水水域表面的昆虫，多在池塘、小水坑等不流动的平静水面上。它们的游泳方式是回旋游动（旋转），这种游泳方式叫做“旋泳”，只要它不离开水面，就总是不停地旋游。豉甲为什么只能在水面旋游呢？因为它的前足较长，但不是带有长毛的桨状游泳足，中、后足短小而扁，末端呈钳状，只能在身体腹面进行微小的搅水运动，使水形成旋涡带动虫体旋转。又因它体型较小，重量轻，具有蜡质的表皮，不会被水浸湿，同时它还能产生一种疏水性的分泌物，以增加水的表面张力，因此水的表面能负载豉甲的身体，使它不会下沉。

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豉甲在平静的水面漂浮着打转转，它们拥有坚硬的有金属光泽的外壳，看起来像一艘艘微型硬壳船

潜水甲虫“潜水艇”

在树林的小水坑里，我们经常可以找到一种叫龙虱（shī）的甲虫，龙虱亦称潜水甲虫。龙虱经常漂浮在水面，但是一旦遇到风吹草动，它们会立即钻到水下。它们非常贪食，只要有食物，它们真的是能吃到撑。它在水中时间超过1 个小时后，会在尾部产生一个气体交换泡，进行水下气体交换。在龙虱鞘翅下面有一个贮气囊，这个贮气囊有着“物理鳃”的功能，当龙虱在水中上下游动时它还起定位作用。

龙虱停在水面时，前翅轻轻抖动，把体内带有二氧化碳的废气排出，然后利用气囊的收缩压力，从空气中吸收新鲜空气。空气中氧的含量比水中多很多倍，因此水生昆虫在长期的进化演变过程中，学会了各种吸取空气的办法。龙虱依靠贮存的新鲜空气，潜入水中生活。当气囊中氧气用完时，再游出水面，重新排出废气，吸进新鲜空气。

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龙虱经常漂浮在水面，不过一有风吹草动，它们会立即钻到水下

水蜘蛛：蜘蛛世界里的叛逆者

水蜘蛛又叫银蜘蛛，是蜘蛛同类的唯一叛逆者——生活在水的世界。当它们潜入水中时，密布全身的防水绒毛就会附着许多气泡，犹如进入了一个空气层封闭的套子里。这奇特的气罩使水蜘蛛成了一个“水银球”，光彩照人。偶尔，它们还会用腹部的末端探出水面，托起一个大气泡招摇过市。

水蜘蛛善于在水生植物之间吐丝结网。由于在网下储存气泡，使原本开展的蛛网成了钟罩形，如同一个小型沉箱，它们便在沉箱里安营扎寨，雌蛛还在其中产卵孵化。水蜘蛛所拥有的气泡群不仅是储氧器，还是一种制氧器——能不断地从周围的水中吸取氧。这就是人们称之为“物理肺”的供氧装置。水蜘蛛在呼吸过程中使气泡中的氧浓度逐渐下降，一旦氧含量低于16% 时，溶于水中的氧便会自行补充进气泡内来。

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水蜘蛛善于在水生植物之间吐丝结网

水蜘蛛对环境的变化比较敏感。现在由于土地沙化以及水体污染等原因，我们已经很难找到它们的身影了。因此，水蜘蛛也是一种生态环境指示物种。

绿头鸭的高级“羽绒服”

绿头鸭的妈妈带着它的孩子们，很轻松地漂浮在水面上。鸭宝宝从壳里钻出来就会下水了，它们与身俱来的漂浮本领是哪里来的呢？原来，这都归功于它们穿了高级防水的羽绒服。

首先, 我们先了解羽毛的构造: 羽毛由羽轴及羽瓣组成, 羽瓣上有许多细小的丝状羽支, 羽支上又有许多更细小的羽小支用来连接羽支, 使得羽毛呈网状结构。而羽轴、羽支、羽小支均是类似于中空结构。所以, 羽毛的密度会比水轻得多。再加上羽毛之间致密的交织排列以及羽毛表面特殊的疏水薄膜，使得鸭子的羽毛不会被水浸湿和浸透。

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绿头鸭的宝宝生下来就能轻松地在水面上漂浮，因为它们都穿了高级防水的羽绒服

其次，鸭子的尾部有一个腺体，专门分泌油脂。所以，野鸭们在岸上休息的时候，经常花费很长的时间梳理羽毛，它们用嘴巴在屁股上蹭那些油脂后再涂抹到全身，就是为了让油脂涂抹到全身羽毛上，这样羽毛遇水也不会变湿了。所有的游禽都有这样的本领噢！