贝康招聘
威斯腾促销
安诺优达携手中科院遗传所共同举办基因组学研讨会,想不想免费参加?

X射线相机拍摄青蛙超常弹跳:仅用五分之一秒

2011/11/20 来源:科技日报
分享: 
导读
青蛙的腿部占据身体的四分之一质量,但是腿部所有肌肉组织仍无法完全解释为什么这种两栖动物能够跳跃一定的高度。科学家最新观测研究揭开了其中的谜团,原来青蛙之所以能够跳跃起来,是由于腿部肌腱得像弓箭的弓一样蓄势。

据英国每日邮报报道,青蛙的腿部占据身体的四分之一质量,但是腿部所有肌肉组织仍无法完全解释为什么这种两栖动物能够跳跃一定的高度。目前,科学家最新观测研究揭开了其中的谜团,原来青蛙之所以能够跳跃起来,是由于腿部肌腱得像弓箭的弓一样蓄势。

美国布朗大学科学家使用每秒拍摄500帧图像的X射线相机拍摄到青蛙的每一次跳跃,从各个角度,并拍摄下来它们腾空的动作。该大学从事青蛙跳跃生物力学研究的亨利-阿斯特利(Henry Astley)说:“肌肉并不能满足一定高度的跳跃行为。”

在发表于《生物学快报》的一份研究报告中,阿斯特利和布朗大学生物系副教授托马斯-罗伯茨(Thomas Roberts)展示了青蛙跳跃的关键在于它们弹性较强的肌腱。

在青蛙跳跃之前,腿部肌肉将收缩,在肌腱上蓄势,然后像一根弹簧一样弹出,带动青蛙的身体进行不同角度跳跃。虽然腿部肌肉的质量最多可达到青蛙身体质量的四分之一,但没有肌腱的弹性,它们无法展示自己的跳跃能力。

在布朗大学进化生物学和生态学系的罗伯茨实验室从事研究的研究生阿斯特利说:“青蛙为了实现无以伦比的弹跳能力,它们需要一些独特的弹性组织。”

罗伯茨和阿斯特利在4只实验青蛙的胫骨、踝骨和腿部肌肉附加着金属条,以三维X射线摄像技术来记录青蛙的跳跃能力。这种X射线相机可实现每秒拍摄500帧图像,呈现的青蛙跳跃性比正常青蛙慢17倍,跟踪青蛙在跳跃之前、之后和过程中腿部肌肉强度和关节活动的变化。

当青蛙准备跳跃时,它的小腿肌肉将进行收缩,大约100微秒,小腿肌肉停止变化,蓄势完全释放在伸展的肌腱上。在青蛙跳跃的时候,肌腱将盘绕在踝骨上,释放它的蓄势能量,像一个弹弓或者弓一样,导致踝关节快速伸展,推动身体向前跳跃。青蛙的完整跳跃过程(从蓄势准备至跳跃),仅持续了五分之一秒,结果显示其他部分青蛙物种会弹跳得更远。(生物探索)

本网站所有注明“来源:生物探索”的文字、图片和音视频资料,版权均属于生物探索所有,其他平台转载需得到授权。本网所有转载文章系出于传递更多信息之目的,且明确注明来源和作者,不希望被转载的媒体或个人可与我们联系(editor@biodiscover.com),我们将立即进行删除处理。所有文章仅代表作者观点,不代表本站立场。