抬頭看蟬小心，研究：牠們排尿和大型哺乳動物一樣用噴的

王室 | 2024-4-4 17:23:04

1樓

動物排尿方式涉及能量調節，一般來說，大象、馬等大型生物藉重力與慣性以「噴射」方式排泄，昆蟲等小型生物因排泄口小，只能以尿滴形式釋放。但令人意外的是，科學家發現蟬和大型哺乳動物一樣，居然是以噴柱的方式撒尿。

以蟬體型而言，牠們排泄尿流強度在科學家研究的所有動物中居冠。

為什麼要研究昆蟲如何撒尿？首先，研究人員對昆蟲如何進食已有一定了解，但對牠們如何代謝與排泄廢物卻知之甚少；其次，理解昆蟲排尿方式可能為基礎物理學、零組件結構設計提供新靈感，比如噴嘴。

去年，喬治亞理工學院生物物理學家 Saad Bhamla 團隊研究了名為「褐透翅尖頭大葉蟬（Glassy-winged sharpshooter，GWSS）」的昆蟲，牠們主要食物來源是植物木質部、靭皮部或葉肉細胞汁液，但木質部汁液對牠們來說營養不夠充足，必須吸取大量汁液才能生存，也因此，牠們每天排出的多餘廢液多達自身體重 300 倍。

而研究人員發現，褐透翅尖頭大葉蟬雖然以尿滴形式排泄，但牠們會將尿滴以驚人高速彈離身體，加速度比藍寶堅尼跑車快 10 倍。

今年團隊將注意力轉移至一到夏天就很吵的蟬，按照經驗法則，體型微小的昆蟲應該以尿滴形式排尿，但這次顯然又讓研究人員跌破眼鏡，這些蟬居然和大型哺乳動物一樣，以「尿柱」形式噴泄。

研究人員指出，蟬之所以利用這種不尋常的「超級推進」機制，是因為牠們喝掉的汁液太多，每次都要把尿液彈走太費力了，乾脆增強強度一次排出大量廢液，能量消耗可節省 4～8 倍。

由於蟬是目前已知能高速噴射尿液的最小昆蟲，研究蟬如何排尿可以為流體動力學、其他領域潛在應用提供新見解，比如軟機器人、藥物輸送系統、零件結構設計等。

以後抬頭看樹上的蟬記得離遠一點，以免忽然被從天而降的蟲尿淋一臉。

新論文發表在《美國國家科學院院刊》（PNAS）。