[图文]科学家发现壁虎尾巴的神奇作用

图1：壁虎尾巴紧紧靠住墙壁起支撑作用

图片2：壁虎两只前腿失足滑掉时利用尾巴转动使其两只前腿又回到竖直面


原理对比图


高速相机拍摄下壁虎瞬间完成的转体动作

据科技新闻网站报道，近日科学家在使用高速照相机拍摄壁虎从高空摔落的过程中发现，壁虎的尾巴在其摔落过程中发挥重要的方向作用。在壁虎摔落时，其尾巴是可以转动的。壁虎通过其尾巴的转动，使其身体在空中也发生相应的转动，从而使其摔落在地面时总是四脚着地而不是背部着地。科学家们打算将这个原理运用在宇航员的装备上，以利于其在太空行走时的方向把握。

据报道，来自加州大学柏克莱分校的罗伯特·福尔（Robert Full）教授和他的同事在分析用高速相机拍摄壁虎从高空摔落的过程时发现，壁虎的尾巴实际上是起着第五条腿的作用的。

如果壁虎爬墙时它的一条腿失足滑掉的话，它会利用尾巴来紧紧靠住墙壁，保证其不会滑落下去。（如图1）如果它的两条前腿失足滑掉而只靠两只后腿支撑时，它会向背后仰面摔下去，这时它的尾巴就会像自行车的撑脚架一样转动，通过尾巴的转动使其两只前脚又能够回到墙壁上去。

（如图2）通过高速相机，研究人员惊讶的发现，这整个动作是发生在短短的一微秒内完成的。福而教授说，“我们真的对此非常惊讶，它们（壁虎）后仰摔下去时，即使仰角达到60度，仍然能够利用尾巴的转动使其两只前腿回到竖直面上”。

但是，这一切是怎样发生的呢?福尔教授的合作者介绍说，在自由落体运动中，如果你用力使你身体的一部分向一个方向转动一定角度的话，你身体的另一个部分会以同样的角度向相反的方向转动的。壁虎正是利用这个原理来使其前肢发生转动的。在从空中向下摔落过程中，它的尾巴会向一个方向转动合适的角度，这样它的前肢向相反的方向转动同样的角度。

通过福尔拍摄的视频，研究人员发现，壁虎在竖直面上向后摔倒时，它的尾巴向后翘起，它的前肢就会向前运动，这样它又能够用两只前脚牢牢的抓住竖直面，从而不至于失足摔下去。（如图3，4）同样的道理可以解释为什么壁虎从空中摔落时从是四脚着地而不是背部着地。因为壁虎在摔落的过程中通过其尾巴的转动，使得它的四肢总是向下的，所以它的永远不会用背部着地。福尔介绍说，事实上，我们可以在日常生活中观察到猫也是利用了同样的原理，所以猫摔下来的时候也总是四脚着地。

福尔及其助手把壁虎放在风洞中做实验的时候还发现，壁虎不光可以前后转动其身体，还可以左右转动。在风洞的环境下从高空摔落时，它会张开它的四肢，尾巴一会儿向左一会儿向右转动，以此来增大空气的阻力，就像降落伞一样。福尔称，他的发现激起了他的灵感，“我们打算利用这个原理设计出一种非常有效的机器人，它可以帮助救援队在地震或者火灾时帮助人们救援”，因为在那样恶劣的环境下，一个装有这样“尾巴的机器人”可以非常灵活的运动。

除此之外，福尔说这个“尾巴”也可以装在宇航员的航天服上。通过电能来控制尾巴的转动，这一定比用推进器来控制宇航员运动的方向更节省能源，也更为有效，而且还可以保证在太空中宇航员的身体平衡。