昆蟲神奇的飛行本領(lǐng)

陶詩秀

許多人都以為鳥類是自然界最善于飛行的動物，實際上并不是這樣。飛行本領(lǐng)最高超的，首先要推飛蟲。

比鳥翼更先進的翅膀

昆蟲最初是沒有翅膀的，這從泥盆紀中找到的躍尾蟲化石可以證明。后來，在石炭紀中，才開始出現(xiàn)能飛的昆蟲。那時的飛蟲，體形比較笨重，像蜻蜒那么大，身上長著兩對翅膀，但飛行時雙翅拍動很慢，也許還能像蜻蜓那樣，張開翅膀在空中滑翔。

我們知道，鳥類的雙翼，包括蝙蝠的雙翼是前肢進化而成的。鳥類或蝙蝠的翅翼是從背部生長出來的外皮組織，翅翼中有甲殼質(zhì)的翅脈，其中可以找到氣管、血管和神經(jīng)。可是昆蟲的雙翅，卻不是由其身上的某種爬行器官進化而來，它們一開始就是一種完全簇新的器官。

昆蟲的雙翅，比鳥類先進得多。它們的構(gòu)造比鳥翼簡單，它們的關(guān)節(jié)活動能力比鳥翼強得多。昆蟲不僅在飛行時雙翅擺動的幅度大，振動的次數(shù)多，而且在棲息和伏居時，雙翅能夠收攏起來，貼在身體后部、側(cè)部或背部。像胡蜂的雙翅擺動的幅度，就能達150度。

“長跑”冠軍

昆蟲之所以能在動物界中占有優(yōu)越地位，主要是靠它們的翅膀。像蜜蜂那樣采集花粉的昆蟲，如果沒有靈巧的翅膀，就不可能每天在許多花叢之中往返忙碌。

昆蟲大部分是定居在固定的地方。但是也有大約200種昆蟲，像走獸和候鳥一樣，有每年遷徙的習慣。例如蝗蟲與蝴蝶即是如此。某些昆蟲在遷徙時，成群結(jié)隊，其數(shù)量可達幾百萬只，甚至幾十億只之多。據(jù)目擊者聲稱，那些成群遷飛的昆蟲，遮天蔽日，連續(xù)不斷地飛過天空，持續(xù)時間短則幾小時，長則幾天，有時甚至長達幾星期之久！

最令人驚奇的，是這些昆蟲持久飛行的能力。它們竟能飛過山嶺，橫越海洋和整個大陸！

昆蟲遷徙時一般是同一種類在一起飛行，可是往往也有不同種類的昆蟲，混雜在一起，同時飛行。有時在遷移的隊伍中，不同的昆蟲，竟達40種之多。

昆蟲中的“長跑”冠軍，首推斑蝶。斑蝶生活在美洲大陸。每年秋季，美洲大陸北部的斑蝶，要遷居到南方去過冬。它們從美洲北部起飛后，一部分就朝東南方向作長途旅行。它們首先橫渡遼闊的大西洋，越過亞速爾群島，然后飛往非洲的撒哈拉大沙漠，或者意大利和希臘等地。另一部分則從北美朝西南方向作長途飛行。它們飄經(jīng)浩瀚的太平洋，前往數(shù)千公里外的日本，甚至澳大利亞等地。

高超的飛行本領(lǐng)

我們不禁要問，小小的昆蟲，怎么能夠從事如此遙遠的長途旅行呢？它們怎么會有這樣大的持久飛行的能量呢？

實際上，它們飛行時并沒有花費氣力，因為它們在空中旅行時，并沒有擺動翅膀，它們只是張著雙翅，讓空中的氣流，把身體托起來，并且巧妙地利用風力，靠風力把它們吹向前去。所以，昆蟲是利用氣流變化，進行長途滑翔的能手。雖然人類也能利用滑翔機在空中航行，可是滑翔的距離很短，而昆蟲在空中滑翔的本領(lǐng)，卻比人類高明得多。

昆蟲在飛行時振動翅膀的速度，也遠非鳥類所能比擬。科學家在觀察昆蟲的飛行以后，發(fā)現(xiàn)不同種類的昆蟲，振動翅膀的頻率各不相同，而且相差極大。例如：雙翅類、膜翅類和鞘翅類的昆蟲，翅膀振動的頻率極高。研究人員利用連續(xù)快速攝影機和高速電影拍攝機等儀器，把它們飛行時的動作拍攝下來，分析后發(fā)現(xiàn)了許多意想不到的情況。

蝗蟲每秒鐘能振動翅膀18次，比鳥類拍動雙翼的速度高得多，可是它與其他昆蟲相比，還差得很遠。如雄蚊每秒能振翅l00次，熊蜂每秒能振翅110次，非洲的采采蠅每秒振翅120次，普通的蒼蠅每秒180次，蜜蜂每秒236次。金龜子（金匠花金龜）每秒能振翅587次，而一種小蚊蚋，其振動翅膀的速度竟達700～1000次/秒，真是不可思議的超高速度！

昆蟲飛行的秘密

昆蟲在進化演變的過程中，形成如此神奇的飛行能力，要歸功于其控制翅膀的特殊結(jié)構(gòu)。像蝗蟲或蜻蜒之類的昆蟲，是利用翅膀根部肌肉的伸縮而使翅膀振動的。這樣的振翅方式，頻率較低。另外像蒼蠅、蚊子或蜜蜂，則利用其胸腔本身肌肉的彈性，來振動翅膀，振動的頻率也高得多。上述胸腔的彈性肌肉，能自動地快速伸縮，因為昆蟲體內(nèi)有一種化學物質(zhì)，能直接轉(zhuǎn)化成為肌肉的機械能，使翅膀以極高的頻率振動。

蒼蠅和蚊子之類的昆蟲，本來都有兩對翅膀，但在進化過程中，它們只剩下前面一對翅膀作飛行之用，而后面那一對翅膀則已經(jīng)退化，變成了兩根棍狀的附加器官。可是奇怪的是，這兩根小棍，卻在雙翅類昆蟲的飛行中，起著極其重要的作用。原來這對小棍具有非常靈敏的感覺，它們能使昆蟲在飛行時保持平衡。如果把昆蟲的這一對器官切去，那么昆蟲就再也無法飛行，往往還會迅速死亡。

前面提到，有一些昆蟲每年都要跨越大陸和海洋，到數(shù)千公里外的地方去過冬。它們除了具有驚人的“長跑”本領(lǐng)以外，還能在茫茫大海上空，不迷失方向，準確地向目的地前進。這究竟是怎么回事呢？另外，蜜蜂離巢到很遠的地方去尋找蜜源，盡管它們在花叢中反復迂回穿行，但仍能準確無誤地飛回自己的蜂巢，這又是什么原因呢？

最近研究表明，某些昆蟲之所以能辨別方向，似乎與太陽方位關(guān)系不大，因為長途遷徙的昆蟲，即使在黑夜中也在繼續(xù)向選定的方向飛行。真正的原因，是由于這些昆蟲身上含有氧化鐵，雖然氧化鐵的數(shù)量極微，但它足以感受到地球磁場變化的影響。

我們知道，地球上北緯40度的磁場強度為0.5高斯（或50，000伽馬）。從赤道到兩極，隨著緯度的不同，磁場強度也不斷變化，每隔一公里，磁場強度就相差5伽馬。昆蟲之所以能夠不迷失方向，是因為它們有感受地球磁場細微變化的高超本領(lǐng)。

昆蟲在千萬年進化過程中，逐漸形成這樣奇妙的飛行能力，是大自然的一種奇跡。研究仿生學的科學家們，也許有朝一日將從昆蟲的飛行中，獲得有益的啟示，來改進將來飛機的設計，并創(chuàng)造完全新穎的飛行機器！