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果蠅一次飛行可遠達15公裡,相當于人一次行走超過1萬公裡

據最新一期《美國國家科學院院刊》刊發的論文,加州理工學院(caltech)的科學家研究發現,饑餓的黑腹果蠅是極端的超級馬拉松飛行者,其一次覓食旅程可遠達15公裡,相當于人一次行走超過1萬公裡。

據報道,加州理工學院的科學家們在加州莫哈韋沙漠的一個幹燥湖床進行實驗,他們釋放了數以千計的果蠅,并将它們引誘到含有發酵果汁的陷阱中,以确定它們的飛行速度。

果蠅一次飛行可遠達15公裡,相當于人一次行走超過1萬公裡

人類對黑腹果蠅的飛行能力知之甚少,現在才發現它們是超級超級馬拉松飛行者。

論文作者、加州理工學院的生物學家邁克爾·迪金森表示,這些果蠅是标準的實驗室模型生物,但它們幾乎從未在實驗室之外被研究過,是以我們對它們的飛行能力知之甚少。

在前博士後學者凱特·萊奇的帶領下,研究小組多次前往莫哈韋沙漠中的一個幹涸湖床,釋放裝在容器中的果蠅。

果蠅一次飛行可遠達15公裡,相當于人一次行走超過1萬公裡

釋放果蠅的地點。

研究小組在距離釋放點周圍1公裡的圓周上布置了10個“氣味陷阱”,每個“氣味陷阱”都含有發酵蘋果汁和香槟酵母,這種雞尾酒組合會産生二氧化碳和乙醇,對果蠅來說是無法抗拒的。

每個“氣味陷阱”都有一個攝像頭,并配有單向閥,果蠅可以爬進陷阱,飛向雞尾酒,但不會再爬出來。

果蠅一次飛行可遠達15公裡,相當于人一次行走超過1萬公裡

釋放點周圍設定了10個“氣味陷阱”。

裝果蠅的容器有大量的糖,果蠅在飛行前可以攝入足夠的能量。由于容器中沒有蛋白質,饑餓的果蠅會有強烈的動力去尋找富含蛋白質的食物。該實驗室以前的研究表明,一隻能量充足的果蠅能夠連續飛行3小時。

此外,研究人員還設立了一個氣象站,在整個實驗過程中測量釋放地點的風速和風向,這将表明果蠅的飛行如何受到風的影響。

在預定的時間和不同風力條件下,研究人員在釋放點分批次打開容器,釋放果蠅。

果蠅一次飛行可遠達15公裡,相當于人一次行走超過1萬公裡

研究人員釋放果蠅。

第一批果蠅用了大約16分鐘飛完1公裡的路程到達陷阱,對應的速度約為每秒一米。

研究小組将這一速度解釋為下限,因為也許這一批蒼蠅在釋放後繞了點圈,或者沒有以完全的直線飛行。

果蠅一次飛行可遠達15公裡,相當于人一次行走超過1萬公裡

“氣味陷阱”對于饑餓的果蠅是不可抗拒的。

由此,研究小組得出結論,果蠅可以在一次飛行中大約飛行12至15公裡(7.4至9.3英裡),如果有尾風的幫助,還會飛得更遠。

2018年,迪金森實驗室發現,果蠅在尋找食物的過程中利用太陽進行直線飛行。漫無目的地繞圈飛行可能是緻命的,是以能夠有效地導航是一種進化上的好處。

研究小組認為,每隻果蠅随機選擇一個方向,利用太陽向該方向直飛,并仔細調節其前進速度,同時允許自己被風吹向側面。這使它能夠覆寫盡可能多的距離,并增加它遇到來自食物的一縷氣味的機率。

文/南都記者 陳林

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