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動(dòng)物使用它們的感官來從它們周圍的世界中提取信息,因此它們得能夠衡量其環(huán)境的物理屬性,以便建立對環(huán)境的準(zhǔn)確感知。) P" Q' a& w9 j1 X7 j
3 A; p1 X" E- h2 s3 {1 a" @# L2 G例如,蝙蝠需要從聲音的速度來,判斷一個(gè)物體離自己有多遠(yuǎn)。+ R6 p9 v7 ^2 ~0 I
# ~4 I- Z( N; G4 a* x# Q除了蝙蝠,還有一種動(dòng)物,或者昆蟲,也可以通過流體力學(xué),來對環(huán)境進(jìn)行感知。9 T, b4 R2 R; L! f
( o7 d8 U p. O* J+ @, o這個(gè)小東西,就是蟑螂!
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科學(xué)家考慮了蟑螂生活環(huán)境中的典型氣流。通過雷諾數(shù)來表征湍流。
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8 }" o$ S: z* o( L$ V* O0 z考慮到周圍物體的典型尺寸(小于1米)和相關(guān)的風(fēng)速(0.1米/秒),雷諾數(shù)大約是Re≈1000!9 }# t' D h% S# Q2 R, W
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所以蟑螂絕對生活在湍流中!
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7 i' O4 M1 {! q) C. d& i# F# t/ _科學(xué)家測量了蟑螂的風(fēng)感系統(tǒng),以及對空氣流動(dòng)的反應(yīng)。
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3 v0 \. T; Y" D/ i; `- Q蟑螂可以利用后部兩根稱為尾毛的細(xì)小毛發(fā),來感知微小的空氣流動(dòng)。推測出潛在攻擊的方向,并迅速逃離以避免被拍死!" u' r5 i3 u5 m1 J+ A
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來自毛發(fā)的神經(jīng)信號聚集在腹部末梢神經(jīng)節(jié),蟑螂在那里處理空氣流動(dòng)的信息,然后被巨大的中間神經(jīng)元進(jìn)一步傳遞。
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/ D' c2 z- h0 h9 E: c* a1 s! j科學(xué)家將相應(yīng)的空氣流動(dòng)信息,處理成相應(yīng)的能譜。并測量蟑螂的中間神經(jīng)元,對不同能譜的反應(yīng)。
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5 s6 R" W' J% C7 U$ t 例如對于經(jīng)常捕食蟑螂的蟾蜍和黃蜂,在捕食的第一階段,會(huì)引發(fā)緩慢流動(dòng)的空氣,這種空氣的流動(dòng)是非常低頻的,大約20赫茲。" F% ^' N8 i/ ^
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因此蟑螂認(rèn)為,一個(gè)可感受的一個(gè)低頻的空氣流動(dòng),可能是一個(gè)攻擊的指標(biāo)!并進(jìn)一步的被神經(jīng)元傳遞給大腦,發(fā)出逃跑的信號!4 g: @, i1 l) n5 Y7 e% h
C* L" Z; ^. q9 G因此,蟑螂對空氣流動(dòng)的這些特性的認(rèn)識,以及檢測異常的能力,可能有助于他們防止被拍死!
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我忽然想了一下,是不是蚊子、蒼蠅都有這種功能?
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J* I$ r3 ~ e- y# u怪不得我總是拍不到蒼蠅呢!
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