昆虫快速振翅的秘诀
研究人员也许能够最终解开“昆虫如何快速振动翅膀”的谜团了。一系列瞬间快照显示:飞行的果蝇翅膀中有蛋白质能像弹簧那样,在处于拉伸状态时为收缩回弹积蓄能量。
果蝇通常凭借两层肌肉振动翅膀,两层肌肉交替收缩和拉伸。由于交替速度非常快,所以不受神经脉冲信号控制,只能依赖于肌肉自身储存的能量完成。为了搞清楚肌肉细胞如何将拉伸过程储存的能量用于收缩,美国伊利诺伊理工学院的生物物理学家对飞行果蝇的'翅膀肌蛋白进行了观察。
在试验中,科学家们使用空气和流动灯光使聚集在一起的果蝇产生错觉,自以为是在飞行。然后科学家使用高强度X射线闪光拍下果蝇翅膀内的蛋白。通过调节翅膀振动频率使之与射线频率一致,科学家们拍到了完整的振翅周期的图片。
科学家对这些图片进行分析后发现,伸展肌肉中的肌球蛋白链尾部有所伸展。而人们以前认为,它在肌肉收缩时是僵硬的,并不能起到牵引作用。研究人员说,这一现象暗示肌球蛋白能够储存弹性势能用于下一次收缩,就像被拉伸的弹簧能够储存能量在回弹时释放一样。相关研究结果发表在《自然》杂志上。
美国杜克大学的科学家麦克尔·雷迪说,人类心脏肌肉在很大程度上和飞行肌工作原理相同。这项研究对心脏衰竭原因的研究也会有很大启发。
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