亞馬遜牛奶蛙的趾墊可以承受高達自身體重14倍的重量。這就像一個普通的美國男人用他的腳趾抓住一輛本田思域......
這些樹蛙是著陸高手。這是一件好事，因為抓住並抓住小樹枝或樹枝的能力是青蛙和致命墜落之間的唯一屏障。但人們對它們是如何做到這一點知之甚少。
德國基爾大學的研究人員使用高速攝像機拍攝了青蛙落在棍子上的情景。他們發現，青蛙用獨特設計的趾墊抓住棍子，並利用翻滾和其他雜技動作來減緩它們的動量。有時，它們也會腹部著地。
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它們趾墊上的凹形六邊形細胞和粘液使它們能夠透過毛細作用附著在表面上。這與使液體能夠透過吸管吸上來以及水黽能夠在池塘表面行走的力量相同。
“著陸的挑戰是巨大的，失敗可能是致命的，”德國基爾大學的碩士生尼恩克·比吉瑪說。“即使在墜落中倖存下來，也意味著青蛙必須消耗能量爬回目的地。”
作為一名本科生，比吉瑪和該大學功能形態學和生物力學研究小組的兩名科學家使用高速攝像機研究了樹蛙著陸的力學原理。他們的研究結果發表在四月份的《比較生理學雜誌A》上。
“我們想知道這些青蛙是如何在距離多個體長的狹窄且常常不可預測的基質上著陸的，”比吉瑪在最近的一次採訪中說。
研究人員拍攝了青蛙跳向並落在木棍上的情景。
透過研究慢速鏡頭和青蛙在傾斜鏡子中的倒影，研究小組觀察到兩種不同的著陸技術。一種是用前肢或後肢抓住。另一種是它們腹部著地——兩棲動物的腹部著地。
腹部著地有優點也有缺點。“[O]ver射擊目標不太可能，因為青蛙的腹部會立即停止飛行……”研究報告寫道。“然而，在腹部著陸期間，腹部必須消散青蛙的所有動能，這可能會對內臟器官造成傷害。”
但是，當青蛙用前肢或後肢抓住時，它們有過度射擊的風險，這使得趾墊的粘性至關重要。
研究發現，一旦青蛙的趾墊接觸到木銷，它就會固定在原位而不會滑動。然後，由於它們靈活的身體結構，青蛙進行了翻滾和其他雜技動作。這以及身體其他部位與棍子接觸產生的摩擦力使每隻動物都能擺動並減速到足以完全棲息。
透過計算每隻青蛙在著陸過程中的速度和減速度，研究人員確定青蛙的趾墊可以承受高達自身體重14倍的重量。考慮到其中一隻青蛙能夠僅用一個腳趾抓住棍子，這是一項令人印象深刻的壯舉。
雖然更多的研究可以評估這些動物如何在不同的材料和地形上著陸，但這項任務可能不得不留給未來的研究人員。
比吉瑪的下一步工作：研究蜣螂的運動方式如何應用於機器人技術。
本文經 PBS NewsHour 許可轉載。最初於2016年5月9日 首次發表。