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叶蝉，一种小昆虫。绝大多数人都见过，但大多数人都不知道它的名字，就是下图中这类的小昆虫： 这种小昆虫常见于各种植物的枝叶上，形体和蝉（知了）很相似，但个头要小得多，大多数只有芝麻粒的大小，不过可别看它小，它可是全世界臭名昭著的害虫，以损害植物叶片为主，影响植物正常生长。 在农田中，叶蝉以玉米上最多，但实际上这种小昆虫在全世界有1万多种，具体数量就难以计量了，其获取食物的能力主要靠从植物中吸取汁液，从中获取养分和水分，所以它们“吃饭”就是“喝水”，食物至少95%都是水分，排出的尿液中水份则高达98%左右。 参考消息网5月4日转载美国趣味科学网站报道称，美国农业部的科学家和佐治亚理工学院的生物学家萨阿德·巴姆拉共同参与的一项对玻璃翼叶蝉的新研究发现，它每天的排尿量可达其体重的300倍，这个数据是不是很吓人？就是下图中这种叶蝉，这种现象被认为在叶蝉所有种类中有普遍性。 如果人（平均体重60公斤）每天也尿这么多的话，每天的排尿量可达18吨，就是一天中一直尿都很难尿这么多。但事实上人每天的排尿量只有人自身体重的2.5%左右，一般也就1~3公斤。 然而研究发现叶蝉最惊人的还不是它巨大的排尿量，而是它排尿时尾部对尿液的巨大推力，它能够以超高速弹射出尿液滴，被认为是自然界中第一例已知的“超推进”现象的范例。 什么是超推进现象呢？2017年9月，法国教授克里斯托夫·劳法斯特与合作者在美国物理学会出版的国际学术期刊《物理评论快报》上发表了标题为《液滴和软弹性固体的超推进》，文中讲到的重要发现就是超推进原理，论文表示如果用一个上下振动的固体表面作为弹射器，那么该弹射器发射出的液滴的速度会非常快，主要原因是被弹射出来的液滴会发生压缩后拉伸的变形，并在空中振荡，就像被球棒打中的棒球一样，在被球棒的力量挤扁后，向外飞射是会添加其自身回弹的力量，这在液体的弹射中能增加液滴的质心向上运动的振荡、变形现象被称为“超推进”。 叶蝉是如何做到的呢？原来它使用特殊的“肛门触须”附属物来弹射它们的尿液，很奇怪的是它能调整肛门处触须的振动频率，通过巧妙的震动将液滴喷射出去，研究者认为这种方法大大提高了能量传递效率，这种超推进排尿方式要比通过肌肉的收缩压将液体挤出去更省力更节能，也可以使得液滴喷射时速度极快。 研究发现叶蝉的排尿系统很不简单，它的肛门触针底部和头部分别是节肢弹性蛋白（类似弹簧）和感受器（尾须），在排尿时尾部的肛门触针会有一个角度的变化，在形成尿滴、加载弹性和喷射尿滴这三个过程中的角度都不相同，在尿滴形成阶段，节肢弹性蛋白会让肛门触针弯曲一个较大的角，尿滴排出约80毫秒后直径能达到0.73毫米左右，这时肛门触针的角度一直是恒定状态，但随着尿滴的增大，触针会再弯曲大约15度，直到尿滴接触到感受器，开始进入发射阶段。 这个时候叶蝉尾部的感受器开始协调肛门触针和液滴的频率，振动迅速加速，液滴被压缩后又快速弹射出去，通过延时摄像的时间计算发现，肛门触针的加速度可以达到猎豹加速度（大概是8~10m/s2）的40多倍，比F1赛车的加速度还快4倍，而由于是超推进状态，那么液滴被发射的速度更快，是触针速度的1.4倍，虽然触针的长度不足0.5毫米，却可以将液滴的速度弹射到每秒320毫米。该研究已于今年3月1日发表在《自然·通讯》杂志上，叶蝉这种小昆虫也以排尿奇特出名了。 因为这一发现，叶蝉也成为目前已知自然界中首个会利用超级推进的昆虫，被称为昆虫中的“神枪手”，这种“神奇”的昆虫之所以进化出了这种本领，是因为它每天排出的尿液太多了，如果不把尿液排远点，它很可能会被自己排出的尿液淹没，而且它排出的尿液中糖分较高，沾到它的身体上，还会让它的活动渐渐受限，所以它选择了一种比肌肉挤压式排尿更节能的方法。 消息来源：《参考消息网》5月4日报道《小小叶蝉有“超级推进”能力》 |
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