水黽

有這樣一種昆蟲，它們不僅能在水面快速滑行，還能奔跑、跳躍，而且不會因為劃破水面而濕腳。這種昆蟲就是水黽。

水黽隸屬于半翅目黽蝽科，俗稱水馬、水蚊子、水蜘蛛、水板凳等，廣泛分布于世界各地的湖泊、池塘等靜水水域和流速緩慢的溪流，以掉落在水面的其他昆蟲或者浮于水面的小型動物尸體為食。成蟲長8～10毫米，軀干瘦長，中胸發達，腹面呈灰色；3對足，前足粗短，具抱握作用；中后足細長，向側方伸開；6足的末端都覆蓋疏水剛毛；口器刺吸式，觸角呈線狀。

無論是通過快速劃動來捕捉獵物，還是通過腿部振動來感知危險，水黽的每一個動作都詮釋著微小生命的精巧演化。從靜水池塘到溪流緩波，它們用獨特的生存策略，演繹著屬于自己的生存奇跡。

“佛系”捕食坐等投喂

雖然與水有著親密無間的關系，但水黽無法在水里呼吸，只能浮于水面。民間常把水黽稱為“水和尚”，這可能是因為水黽的獵食方式比較“佛系”—靜靜地趴在水面，紋絲不動又極具耐心地等待食物主動上門。

受限于體形弱小，水黽很少主動捕食，它們通常坐等獵物“自動投喂”。當蚊子、蜘蛛等昆蟲不慎落水，或者水下的魚蝦、蝌蚪死亡后浮出水面，那就代表水黽的美食來了。這時，它們會以極快的速度沖向食物，用口器吸食食物。水黽不挑食，它們可以把能吃的各種食物吃得干干凈凈。

盡管水黽有著“水蚊子”的別名，其實并不叮咬人。水黽的天敵主要有魚類、鳥類、蜘蛛、蜻蜓幼蟲等。雖然水黽會食用蜻蜓成蟲的尸體，但蜻蜓幼蟲（水蠆）對水黽有著更大的威脅。水蠆為肉食性，性情兇猛，喜歡捕食小型水生昆蟲及其幼蟲，甚至可以捕食小魚和蝌蚪，水黽自然也是它的捕食對象。如此看來，水黽并非天生喜歡靜靜待在水面，這也是它們為了逃避被捕食的有效生存策略，畢竟一旦在水面鬧出點動靜，就很容易引起包括水蠆在內的捕食者的注意。

危險交配與生命蛻變

春夏時節為水黽的求偶、交配期。交配前，雄蟲會利用雌蟲害怕在水面“鬧出動靜”的特點，持續敲擊水面以激起微波來“脅迫”雌蟲交配。為什么雌蟲會害怕水面有動靜呢？因為交配時，雄蟲在上雌蟲在下，雌蟲離水面更近，更容易遭到水下捕食者的攻擊。雖然交配會讓生命安全受到威脅，但并不是所有雌蟲都會被動接受。雌蟲腹部有一個可以控制開合的生殖盾，如果雌蟲愿意接受雄蟲的愛意，它就會用類似的頻率激起水波紋以回應雄蟲，然后打開生殖盾，與雄蟲完成交配。可見，水黽的交配多是在冒著生命危險的情況下進行的，這份愛的結合確實很危險。

水黽為不完全變態昆蟲，經歷卵、若蟲、成蟲3個階段。受精成功的雌蟲會選擇在晴朗的日子將卵產在水草或落葉上。經過一段時間的孵化，卵殼破裂，若蟲孵化而出。若蟲會先沉入水底，然后浮出水面，隨成蟲一起活動。經過5次蛻皮后，若蟲會變為成蟲，在水面的活動速度也會隨之提升。

“水上滑行冠軍”背后的科學秘密

雖然水黽平時都靜靜地趴在水面上，但一旦遇到美食或危險，它們就會以極快的速度捕食或逃離，在此過程中還不會打濕身體。根據觀測，水黽的滑行速度可達1.5米每秒。難怪古人常將水黽稱為“賣油郎”—感覺它們的腳底就像抹了油一樣，能在水面快速跑跳而不濕身。

首先來看看水黽在水面快速運動而不濕身的原因。我們知道，力的作用是相互的。物體要運動，必須要先給其他物體一個作用力，然后在其反作用力下完成運動。水黽靠足支撐于水面，通過劃水完成運動過程，但它們的足又細又長，按理說，受力面積小、壓強大，劃水時應該打濕身體才對，為何它們能健步如飛而不濕身呢？這主要得益于水黽足部和腹部特殊的剛毛。這些剛毛的平均直徑只有幾微米（人頭發的直徑為60～100微米），眾多剛毛按同一方向排列并呈螺旋狀聚在一起，通過吸附空氣以形成氣膜，使其足部能支撐超過自重十幾倍的重量。同時，水黽腹部密布的剛毛也有一定的疏水性，讓水無法沾濕水黽的身體。也就是說，細密且疏水性的剛毛是水黽能輕松浮于水面且不會濕身的秘密所在。當然，水的表面張力也是保證水黽能在水面行動自如的物理因素。表面張力指液體表面層由于分子引力不均衡而產生的沿表面作用于任一界線上的張力。通常，液體溫度越高，表面張力越小。

接著來看看為何水黽在水面滑行的速度會如此快。水黽主要通過滑動中足完成水上運動，它們的中足特別長，具有強大的推力，承擔著“驅動足”的功能；前足和后足則主要起感知水體振動和保持平衡的作用。在三對足的配合下，水黽能輕松推開300倍于自身體積的水量。加上足部和腹部剛毛賦予的疏水性和水的表面張力，水黽才能以極快的速度沖向食物或躲避天敵的捕食。當然，也正是憑借著細長的中后足，水黽才能輕松在水面跳躍，它們跳躍的高度通常有三四十厘米。

水黽是淡水生態系統的關鍵物種，能通過分解有機質參與物質循環。對水黽生物學特性的深入研究，不僅利于揭示微觀尺度下的流體力學規律，更為仿生?料與微型機器人設計提供了重要啟示。中國科學院沈陽自動化研究所微納米課題組曾從水黽身上獲得靈感，結合聚二甲基硅氧烷、石墨烯、磁性顆粒等制備了具有光響應、磁響應及超疏水特性的復合?料，研制出的仿水黽微型機器人可以完成水面快速游動、跳躍及翻滾等動作。隨著研究的深入，新型水黽仿生機器人有望在水處理、水上運輸等領域得到應用。