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蠕虫团块在几毫秒内用开瓶器摆动解开


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一团纠缠的虫子

Harry Tuazon/佐治亚理工学院

蠕虫会在身体上形成错综复杂的团块,受到威胁时可以在几毫秒内解开。 这种快速整理是可能的,因为每条蠕虫都以一种特殊的开瓶器运动方式蠕动。

加州黑虫(杂色地龙) 将它们的身体缠绕成打结的“蠕虫团”,以在干旱期间保持水分。 在野外,这些球可以包含多达 50,000 条蠕虫。 动物们需要几分钟才能形成一个团块,但是当 哈里·图阿松 在佐治亚理工学院,他在实验室中将紫外线 (UV) 照射在这些扭曲的蠕虫球之一上,他震惊地看到这些蠕虫在短短几十毫秒内就解开了。

他和他的同事们想了解蠕虫如何以比形成斑点快一百倍的速度从斑点中解脱出来。 他们使用超声波观察大约 20 条蠕虫的团块内部,并确定它们的结构细节,例如每条蠕虫缠绕在另一条蠕虫周围的次数。 为此,他们用明胶包裹了这个团块,这样蠕虫就不会蠕动了。 接下来,他们将水滴放入一个浅水容器中,用电击或紫外线吓唬蠕虫,然后拍摄快速解开的过程,研究人员手动跟踪每只动物头部的轨迹。

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当紫外线照射在蠕虫上时,它们会分开

哈里·图阿松

该团队还与专门研究结理论的数学家合作。 这些研究人员利用观察到的数据构建了一个数学模型并运行了计算机模拟,结果表明蠕虫缓慢缠绕和快速解开之间的关键区别在于每只动物进行一种螺旋蠕动的方向。

朝一个方向重复开瓶器运动一段时间,然后突然改变方向会导致缠结,但在左右开瓶器之间快速交替有效地解开一团,说 维沙帕蒂尔 在加利福尼亚州的斯坦福大学。

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个体蠕虫用来使自己脱离蠕虫球的开瓶器运动

佐治亚理工学院

“我原以为,从数学上讲,解缠结并不是一个真正可以解决的问题,因为它太复杂了,但后来哈利和同事给我们看了这些视频,感觉就像是,如果蠕虫可以解决这个问题,那么我们也可以,”他说.

这种对黑虫如何从紧密的团块变成更分散的团块的新认识可能有助于研究人员最终实现“创造一种可以自行完成任务的材料的梦想”,他说 安托万·德布莱 在荷兰阿姆斯特丹大学。 他说,在未来,如果这些细丝可以像蠕虫一样蠕动,那么由缠结的软丝制成的材料可能会变得更松、更易弯曲,或者更硬、更紧凑。

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