臭名昭著的吸血虫——跳蚤,一下子博得了科学家们的青睐。这是怎么回事呢?
功罪评说
人体寄生虫学专家研究跳蚤,这是无可非议的。因为跳蚤是一种寄生的吸血昆虫,属于他们的研究范围。
不过,人们已经发现,跳蚤的行为是非常有趣的。它们没有翅膀,完全以哺乳动物和鸟类的血液为生,却从不去冒犯冷血动物。即使是热血动物,也并不全是跳蚤的“食品仓库”。只有固定住处、巢窝或洞穴的动物,才是跳蚤的寄主。有一种猿猴,喜欢每晚造一新窝,因而跳蚤便不去侵犯它们。
科学家对1 600种跳蚤做了研究,发现它们大多以某种生物作为寄主。当然,这并不意味它们只靠这种动物的血谋生,有时候人身上的跳蚤会转移到家畜身上,而家畜身上的跳蚤也会跳到人的身上。被跳蚤咬过的地方,会留下一个红点,四周的皮肤微微隆起,伤口的鲜血不易凝固,使人奇痒难忍。更为严重的是,跳蚤会传播鼠疫、伤寒等瘟疫,给人类带来灾难。为此,人体寄生虫学专家认为,跳蚤是危害人类的害虫,应该斩草除根,予以歼灭。
然而,生物学家和航空专家却对跳蚤产生了浓厚的兴趣。生物学家觉得,跳蚤的身上包含了许多自然之谜。航空专家则直截了当地指出,跳蚤的跳跃方式是人们研制新颖飞行工具的模式。
与宇宙飞船比高低
跳蚤的身长只有0.5~3毫米,体重仅200毫克左右,可是往上跳的高度却可达35厘米。也就是说,跳的高度是其身长的100多倍。按其个子与跳的高度计算,若跳蚤像人那样大,那么它的跳高高度可达两三百米,无论哪个优秀跳高运动员都无法与它匹敌。
更加令人惊奇的是,跳蚤每4秒钟跳一次,可连续不断地跳78小时,加速度可达36公里/小时。垂直起跳所用的力为地球引力的140倍,也就是说,是它自身重量的140倍。若按正常旅行速度需100年才能到达的星球,按跳蚤跳跃时的速度计算,只要一年就够了。跳蚤的这种速度,简直可以与宇宙飞船的飞行速度比高低了。
为了揭开跳蚤之谜,科学家在实验室里做了一系列实验。实验的条件一个比一个苛刻,环境一次比一次恶劣,然而跳蚤却完好无损,表现出坚不可摧的神秘本领。科学家让一只跳蚤跳跃5次后再次起跳,可是不让它腿落地,而是让头部或背部落地,跳的时候还为它设置了种种障碍。结果跳蚤仍像原来那样跳跃不止,虽然它的头部或背部撞在障碍物上“砰砰”作响,可是到头来科学家却并未发现这只跳蚤得了“脑震荡”或“内脏”发生破裂。为什么跳蚤具有这种独特的本领呢?
简单中又有不简单
是因为这种生物低级吗?是它的结构简单吗?不,跳蚤的生长发育期并不比某些哺乳动物短。它要经历三个幼虫阶段,然后像蚕那样作茧,一个月以后才从茧中出来,成为“五脏”俱全的跳蚤,这比兔子从胚胎发育到出世所经历的时间还要长。跳蚤身上长着纤细的感觉毛,从某种意义上说,它的嗅觉比人更为灵敏。
经过训练的跳蚤,还可以成为出色的“演员”。西德的汉斯·马特斯父子办了一个奇特的马戏团,团里的演员既不是老虎,也不是大象,而是小如标点符号的跳蚤。汉斯·马特斯父子用自己手臂上的血喂养它们,训练这些跳蚤表演各种节目:跳蚤驾车拉炮、跳蚤骑木马、跳蚤滚球、跳蚤练兵——一群跳蚤兵在针头大小的旗帜下列队操练。最精彩的节目要算“跳蚤华尔兹”了,表演时跳蚤“舞蹈家”们在华尔兹乐声中翩翩起舞。
据报道,训练跳蚤与驯兽不同,就拿跳蚤拉马车这个节目来说吧。训练者利用跳蚤怕光这一特点,让它在光天化日下表演,于是它便拼命拉着车向前移动。当然,这时跳蚤的腿上必须缠上极细的金属丝,阻止它往上跳。
骨骼非同凡响
科学家发现,跳蚤的“骨骼”与众不同。它的骨架是由柔软无色的几丁质组成的,外面包有一层退色的膜。它的全身有19个可以自由活动的环节:头部6个,胸部3个,腹部10个。
跳蚤呈弓形,它的身体特别扁,侧面抵抗力很大,因此用手指很难把它掐死。但是,尽管跳蚤有着如此特殊的骨架和体形,光靠这些还是无法保证它的内脏不被震碎的。那么,它究竟还有什么特别的地方呢?
一个跳动的水滴
跳蚤在起跳时,犹如离膛的子弹,嗖地一下就失踪了。即使用现代电影摄影机,也只能拍出跳跃时它那模糊的身影。飞机要是以这么快的速度飞行,飞行员的大脑血管就会爆裂。跳蚤偏偏没有血管,或者说它的整个身体就像一根血管。跳蚤的体内充满了血液,这是一种含有氨基酸、蛋白质、脂肪和无机盐的营养液,它的体内器官就浸在这种营养液中。因而,有人就把跳蚤说成“一个跳动的水滴”。
跳蚤的心脏像一串佛珠,从头部一直延伸到腹部。心脏以一定的节奏搏动着,把血液送往全身。血液不仅为内脏提供了养分,而且对震动和撞击起着缓冲作用。即使跳蚤的骨架撞到了什么东西,它的内脏也不会因此而损伤。跳蚤的周身分布着许多气管,因而身体各处都能得到足够的氧气。除此之外,跳蚤心脏的搏动节奏,几乎与身体跳跃的频率无关。所以,它即使连续跳几十次,心跳也不会加快,更不会变得气喘吁吁。
离奇的答案
顾名思义,跳蚤是以跳而得名的。英国某飞机制造公司从跳蚤垂直起跳的方式中得到启迪,制造出了垂直起落的鹞式飞机。可是,进一步的研究却告诉人们:跳蚤的“跳”似乎与我们理解的跳不同。从跳这个角度而论,跳蚤是软弱无力的。它前面的四条腿只能作小跑步,跳跃时充其量只能起平衡作用。跳蚤的两条后腿特别长,靠近身体的那一部分肌肉最为发达。但这些肌肉只能产生跳跃所需能量的1/10,中间一节腿肚和最后一节纤细的小腿产生的力是极为有限的。那么,还9/10的力从何而来呢?
对此,飞机设计师们感到迷惑不解。于是,飞机制造公司便委托爱丁堡大学的贝奈特—克拉克博士和科学摄影师露西进行专题研究。在大量试验和悉心研究之后,他们竟出人意外地声称,跳蚤根本不会跳。
这究竟是怎么一回事呢?原来,跳蚤的祖先是一种有翅膀的昆虫。会飞的昆虫是靠富有弹性的胶状蛋白质使翅膀快速摆动的,科学家把这种弹性物质称为“莱西林”。莱西林的弹性比任何一种橡胶都好。研究者把莱西林拉伸到原来长度的3倍,绷紧几个月后再松开,霎时间它便恢复了原状。把橡皮筋拉紧可以贮存能量,一旦松开它只能放出85%的能量,这是因为橡皮筋不能立即恢复原状;而莱西林恢复原状时,却可以在千分之一秒内把97%的能量释放出来。
科学家认为,跳蚤经过几百万年的演变,翅膀逐渐退化和消失了,翅膀上的莱西林转到了毗邻的大腿上。跳蚤正是依靠莱西林“弹跳带”的巨大作用,才“跳”得那么高的。具体地说,跳蚤大腿上的肌肉主要用于绷紧莱西林,而当莱西林收缩时,便产生一股强大的爆发力,使跳蚤像离弦之箭,被弹了出去,弹到几十厘米的高处。
如今,人们正在研究莱西林的化学结构,并设法加以人工模拟。一旦这一研究获得成功,那么现在的橡胶必然会被人造的莱西林取而代之。