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昆蟲(chóng)快速振翅的秘訣
研究人員也許能夠最終解開(kāi)“昆蟲(chóng)如何快速振動(dòng)翅膀”的謎團(tuán)了。一系列瞬間快照顯示：飛行的果蠅翅膀中有蛋白質(zhì)能像彈簧那樣，在處于拉伸狀態(tài)時(shí)為收縮回彈積蓄能量。
果蠅通常憑借兩層肌肉振動(dòng)翅膀，兩層肌肉交替收縮和拉伸。由于交替速度非常快，所以不受神經(jīng)脈沖信號(hào)控制，只能依賴于肌肉自身儲(chǔ)存的能量完成。為了搞清楚肌肉細(xì)胞如何將拉伸過(guò)程儲(chǔ)存的能量用于收縮，美國(guó)伊利諾伊理工學(xué)院的生物物理學(xué)家對(duì)飛行果蠅的翅膀肌蛋白進(jìn)行了觀察。
在試驗(yàn)中，科學(xué)家們使用空氣和流動(dòng)燈光使聚集在一起的果蠅產(chǎn)生錯(cuò)覺(jué)，自以為是在飛行。然后科學(xué)家使用高強(qiáng)度Ｘ射線閃光拍下果蠅翅膀內(nèi)的蛋白。通過(guò)調(diào)節(jié)翅膀振動(dòng)頻率使之與射線頻率一致，科學(xué)家們拍到了完整的振翅周期的圖片。
科學(xué)家對(duì)這些圖片進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，伸展肌肉中的肌球蛋白鏈尾部有所伸展。而人們以前認(rèn)為，它在肌肉收縮時(shí)是僵硬的，并不能起到牽引作用。研究人員說(shuō)，這一現(xiàn)象暗示肌球蛋白能夠儲(chǔ)存彈性勢(shì)能用于下一次收縮，就像被拉伸的彈簧能夠儲(chǔ)存能量在回彈時(shí)釋放一樣。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在《自然》雜志上。
美國(guó)杜克大學(xué)的科學(xué)家麥克爾·雷迪說(shuō)，人類心臟肌肉在很大程度上和飛行肌工作原理相同。這項(xiàng)研究對(duì)心臟衰竭原因的研究也會(huì)有很大啟發(fā)。
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