壁虎结合表面张力和脚拍 以保持在水面之上

加州大学伯克利分校的生物学家说，壁虎以其在陆地和空中的杂技表演而闻名，但是他们也可以在水上运行的新发现使它们成为超级英雄类别。

“他们可以以每秒一米的速度爬上一堵墙，他们可以滑行，他们可以在半空中扭转尾巴并在全速运转的叶子下快速翻转。现在他们可以以每秒一米的速度运行没有别的可以做到的;壁虎是超级英雄，“加州大学伯克利分校综合生物学教授罗伯特布朗说。

Full是一篇论文的高级作者，本文将于本周出版的“当代生物学”杂志中描述壁虎用于在水面上滑行的四种不同策略。第一作者，牛津大学和洛克菲勒大学的生物物理学家Jasmine Nirody与Judy Jinn一起进行了大部分研究，他们都是博士。伯克利的学生。

根据Full的说法，他发现了壁虎采用的许多独特的操作和策略，包括他们的脚趾毛如何帮助他们攀爬光滑的垂直表面并悬挂在天花板上，这些发现有助于改善水上机器人的设计。

在合着的作者Ardian Jusufi，现在是马克斯普朗克智能系统研究所的生物物理学家和另一位前加州大学伯克利分校博士后，Nirody首先对壁虎的水流行为产生了兴趣。学生，注意到东南亚森林里的壁虎可以在水坑中滑行以逃避掠食者。

实际上，它们能够以每秒近一米或三英尺的速度在水上运行，并且可以轻松地过渡到坚固的地面或爬上垂直的表面。在水面上冲刺的壁虎超过许多较大的水生专家的绝对游泳速度，包括鸭子，水貂，麝鼠，海鬣蜥和少年短吻鳄，并且相对速度比任何记录的表面游泳者(除了变迁甲虫)更快。

她想知道他们是怎么做到的？

较小的动物如昆虫 - 例如蜘蛛，甲虫和水str - 足够轻，可以通过表面张力保持漂浮，这使它们可以轻松地滑过表面。较大的动物，例如起飞时的天鹅或蛇怪蜥蜴，甚至海豚在它们的尾巴上升起，迅速拍打并冲击水以保持在海浪之上。

“较大的动物不能使用表面张力，所以它们最终会推动并拍打表面，如果你做得足够硬，就会产生力量，”Full说。

但是壁虎是中等大小的：大约6克(五分之一盎司，或一张纸的重量)，它们太大而不能漂浮在表面之上，但是太轻而不能将它们的身体保持在水面以上只拍打力量。

“壁虎的大小使他们处于中间状态，中间地带，”Nirody说。“他们不能产生足够的力量在没有下沉的情况下沿着水面跑，所以他们可以在水面上比赛的事实真的令人惊讶。”

在平顶尾屋壁虎(Hemidactylus platyurus)的实验中，常见于南亚和东南亚，她发现它们实际上使用至少两种，也许四种不同的策略在水面上运行。

她发现，表面张力至关重要，因为当她使用表面活性剂或肥皂来消除表面张力时，壁虎的效率要低得多：它们的速度下降了一半。

然而，即使没有表面张力，它们也可以使用拍打，划动和四条腿像大动物一样移动。腿拍打造了气袋，有助于防止他们的身体完全被淹没，让他们像在陆地上奔跑一样在水中小跑。

但它们似乎也使用它们光滑，防水的皮肤在表面上飞行，类似于打滑，但被称为半刨，这是麝鼠使用的技术。

最后，他们还使用尾巴像鳄鱼一样甩水，提供推进力以及升力和稳定性。

“所有这些都很重要，壁虎在结合所有这些方面都是独一无二的，”Full说道。

“即使知道壁虎在他们的武器库中有广泛的机车能力列表，我们仍然对它们在水面上飞行的速度感到非常惊讶，”Nirody说。“他们结合多种方式来实现这一壮举的方式非常值得注意。”

在实验室里，她和她的同事建造了一个长水箱，将壁虎放在木板上，并用触摸尾巴吓了一跳。使用高速视频，他们能够密切研究壁虎的技术并估计所涉及的力量。

该研究由国家科学基金会和瑞士国家科学基金会资助。该论文的其他共同作者是加州大学伯克利分校的Thomas Libby和Timothy Lee以及乔治亚理工学院的David Hu。

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