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说起机械齿轮，相信大家都不会感到陌生，虽然我们见过的机械齿轮有各式各样的类型，但它们都有一个共同点，那就是它们都是人类制造出来的，所以通常我们都会认为，机械齿轮应该是人类独有的发明创造，那实际情况真是这样吗？ 其实不然，因为在大自然中，有一种昆虫早已进化出了“机械齿轮”，它们就是“伊苏斯飞虱”（Issus coleoptratus）。
“伊苏斯飞虱”属于鞘翅目，其体型相对较小，平均体长只有3毫米左右，它们主要分布在欧洲地区，通常生活在湿润的环境中，以植物的汁液为食，它们喜欢在树叶或草叶之间跳跃，可以轻松地跳过超过其体长100倍的距离，并且还能准确地落到它们想到的位置上。 跳跃能力如此出色的昆虫，当然值得研究一番。有意思的是，在使用高分辨率的显微镜对其进行仔细观察的过程中，科学家惊讶地发现，这种昆虫的后腿有“机械齿轮”——在它们后腿的胫节上，有一对微小的结构，它们就像人类制造的机械齿轮一样，具有精确的齿和间隙。
令人觉得不可思议的是，它们的这种结构不但外观与人类制造的机械齿轮非常相似，而且还具备了相应的功能。 “伊苏斯飞虱”每条后腿上都长有一个“机械齿轮”，它们拥有相同的“齿数”（其数量通常为10至12个），每个“齿”的底部具备了圆角曲线，这样的“设计”在人类制造的机械齿轮中经常看到，因为这可以有效地减少磨损和剪切风险。 在进行跳跃之前，“伊苏斯飞虱”会先将后腿向后弯曲，形成起跳的姿势，此时它们后腿上的“机械齿轮”会整齐地咬合在一起，在随后的发力过程中，“机械齿轮”就会在短时间内以极快的速度转动，进而使得“伊苏斯飞虱”获得很高的加速度，其瞬间速度可以高达每秒3.9米左右。
需要知道的是，在这个过程中，“伊苏斯飞虱”的“机械齿轮”除了具备传递动力的功能之外，还有更精妙的作用。 为了提高跳跃时的精确度，“伊苏斯飞虱”需要尽量使自己的两条后腿同时发力，如果有一条后腿稍微慢了一点点，那它们就无法准确地控制自己跳跃的方向和距离，而紧紧地咬合在一起的“机械齿轮”，则可以确保后腿几乎在同一时刻发力。 实际上，“伊苏斯飞虱”的起跳时间大概只有30微秒左右，如果它们的后腿没有“机械齿轮”的话，那么仅凭它们的神经系统来协调，就很难做到在这么短时间之内，精确地控制自己的两条后腿几乎在同时发力。
不得不说，“伊苏斯飞虱”确实让我们大开眼界，同时也很容易让人产生疑惑：如此精妙的“设计”，真的是进化来的吗？对此，科学家给出了肯定的答案。 科学家指出，“伊苏斯飞虱”后腿的“机械齿轮”其实只会出现在它们的若虫阶段，在这段时期里，它们相对比较脆弱，从进化的角度来看，拥有“机械齿轮”的个体，其跳跃时的精确度就更高，就更容易生存下来。 当然了，这种昆虫的“机械齿轮”并不会凭空出现，这其实是其实是经历了一个漫长而渐进的过程。科学家推测，在代代繁衍的过程中，它们的外骨骼也会因为“基因突变”而不断地出现一些变化，在最初的时候，可能有一些个体出现一些微小的突变，使得它们后腿的外骨骼有一部分可以相互咬合，进而提高了它们跳跃的精确度。 跳跃精确度的提高，就意味着生存概率的增加，所以在接下来的日子里，具有这种特征的个体也就越来越多，而随着时间的流逝，它们后腿外骨骼的变化，也就越来越趋向于更加容易相互咬合，在此过程中，一些个体就逐渐进化出了具有齿轮形状的结构。
对于这些个体来讲，其生存概率无疑比其他的个体更强，所以它们在种群中就变得越来越普遍，在漫长的时间里，它们的“齿轮”也越来越趋向于更加完美的齿轮形状，并逐渐进化成了现在我们所看到的“机械齿轮”，至于其他的个体，则早已被严酷的大自然“淘汰”。 值得注意的是，尽管在“伊苏斯飞虱”之前，人们也发现过一些拥有齿轮状结构的生物，但这些生物的“齿轮”都是“虚有其表”，并没有起到机械齿轮的作用，就目前的情况来看，“伊苏斯飞虱”是地球上已知的唯一一种具有功能性齿轮系统的生物。不得不说，大自然真的是很奇妙，你觉得呢？ |
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