火蚁毕竟不使用Cheerios效应,蝉的丰收年 – 物理世界

火蚁毕竟不使用Cheerios效应,蝉的丰收年 – 物理世界

蝉
热门话题:在美国拍摄的一只孵卵蝉。 (礼貌:Pmjacoby/CC BY-SA 4.0)

欢迎来到今年的第一期《红色文件夹》,其中有两个关于昆虫奇妙世界的故事。

火筏蚁具有非凡的洪水生存能力,这在英国可能会派上用场,因为英国许多低洼地区目前正遭受严重的洪水。下雨时,蚂蚁会聚集在一起,形成由 10 只或更多蚂蚁组成的漂浮筏,以避免溺水。

这种生存策略的一个可能解释是“麦片效应”,它会导致漂浮的早餐麦片在一碗牛奶中聚集在一起。这是由于液体的表面张力和“弯月面效应”而发生的,液体会粘在下面的麦圈上,但也会沿着物体的侧面粘住。当液体分子被固体边缘强烈吸引时,这会将越来越多的麦片粘在一起。

但是, 中国和美国研究人员的工作现在对这种效应与火蚁的相关性提出了质疑。他们观察了水面上的活火蚁和死火蚁以及当地的一种蚂蚁,同时垂直或水平摇动它们。他们发现死蚂蚁和当地蚂蚁并没有粘在一起形成木筏。但火蚁在摇晃时仍然可以建造木筏,这告诉研究人员,这种吸引人的行为更加微妙,可能是由火蚁感知到危险时释放的信息素触发的。将木筏置于压力下,也会导致木筏“自我修复”,蚂蚁从顶部移动到底部以保持木筏漂浮。浮力蚂蚁之谜仍在继续。

夏天将会热闹起来

蝉鸣声是世界许多地方温暖日子的常见特征。雄性蝉类似于细长、超大的家蝇,利用鼓膜发出交配歌曲,鼓膜是生物外骨骼上的共振结构。蝉在其生命周期的若虫阶段大部分时间都在地下挖洞。当它们交配时,它们会短暂地以飞虫的形式出现,而雌性蝉则在树枝上产卵。孵出的若虫随后与成虫一起落回地面,成虫在交配后死亡。

北美东部的一些长寿物种因拥有独特的飞虫巢穴而闻名。这些巢穴每 17 或 13 年同步大量出现一次。关于为什么会发生这种情况有几种理论。一是如此长的生命周期使得黄蜂等短命捕食者很难专门捕食新生的蝉。

Instagram 视频数学家汉娜·弗莱 (Hannah Fry) 指出 17 和 13 都是素数,以及为什么这对于生命周期的演化具有重要意义。更重要的是,她表示,2024 年标志着 200 多年来生命周期首次在某些地方重叠。因此,如果你不喜欢成堆的昆虫尸体,今年夏天你可能想避开北美的某些地区。

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