撰文／塔米西亞 翻譯／鍾樹人
說到昆蟲的飛行，體型越大通常越有利。當翅膀變小，空氣阻力會壓過飛行力道。所以蜻蜓能翱翔天際，而家蠅只能短途衝刺。但一種砂粒大小的甲蟲顛覆了這個準則。這種羽翼甲蟲學名是Paratuposa placentis，體長不到半毫米，比一些單細胞阿米巴原蟲還要小。對這麼小的甲蟲來說，空氣會變得黏稠，科學家過往認為牠們只會隨風飄蕩。發表於今年1月《自然》的論文描述了，牠們如何揮動輕量翅膀，並追上體型大上3倍的昆蟲。
一如其名，羽翼甲蟲擁有羽毛般毛狀翅膀。這些具有稀疏羽翼的附肢很輕盈，產生的阻力比一般蒼蠅的膜翅要小，有助於產生升力。論文作者表示，很多昆蟲譜系（包括寄生蜂）在體型縮小時也演化出類似的翅膀，但羽翼甲蟲利用前所未知的策略產生超乎牠們體型的飛行能力。
2017年，研究團隊在越南叢林的真菌上採集到羽翼甲蟲。為了記錄羽翼甲蟲的飛行模式，他們把羽翼甲蟲放在一個透明盒子裡，在一連串測試中用兩台高速攝影機以每秒近4000幀拍攝，並利用這些記錄建立羽翼甲蟲的3D模型，計算空氣動力學。
論文共同作者、俄羅斯斯闊科沃科技學院研究流體力學的物理學家科洛緬斯基表示，我們發現羽翼甲蟲的翅膀不是上下拍動，而是以「驚人的」8字形來回畫圈，毛狀翅膀從保護性的翅鞘展開之後，會採取鏡像動作，兩側翅膀一同在身體的前方和後方拍動。科洛緬斯基指出，這個動作讓人想到蝶式這類激烈泳姿。翅鞘則能穩定羽翼甲蟲和激烈搖動的翅膀，使其不致於旋轉。
美國俄克拉荷馬州立大學的機械工程師桑塔納克里希南專門研究微小昆蟲的空氣動力學，未參與這項研究的他對這種類似游泳的飛行模式特別感興趣。他評論：「通常這種划槳動作會見於小型水生甲殼類，例如水蚤。看到微小的羽翼甲蟲使用類似策略來產生升力，相當令人驚訝。」
科洛緬斯基和同事希望能證實其他微小昆蟲也有類似的飛行模式。他們指出，這項發現或許能帶給工程師使飛行科技小型化的靈感，但科洛緬斯基認為，要讓無人機接近羽翼甲蟲的比例會是艱難的工程壯舉。他說：「可能沒辦法縮小到這種尺度，但這有待探索。」
原文出自《好讀周報》670期
本文取自《科學人》雜誌2022年5月號，更多的內容歡迎閱讀《科學人》雜誌。相關訊息網址：http://sa.ylib.com
