群芳 2008年09月04日 08:55
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面對即將來臨的威脅,一隻果蠅跳起了“芭蕾”。
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體重只有1毫克,而唯一的保護僅是一副薄薄的外骨骼,可以說,果蠅(Drosophila melanogaster)的一生都面臨被拍死的危險。然而,儘管不具有剛性的體魄,果蠅卻能用速度來彌補這一缺陷。一項新的研究顯示,果蠅逃跑的技術遠非反射作用那樣簡單。
果蠅能夠預見迫近危險的來臨方向,同時在極短的時間內向相反的方向運動。這一發現揭示,這麼一種簡單的生物體居然也能夠完成如此複雜的行為。
誰都知道蒼蠅能夠迅速從物體表面飛走,但是研究人員通常假設,與其說這是起飛,不如說只是一次扇動著翅膀的跳躍。利用每秒能夠拍攝5400幀畫面的高速攝像機,美國帕薩迪納市加利福尼亞理工學院的生物學家Gwyneth Card和Michael Dickinson最近發現,蒼蠅的機動性遠比想像中的複雜。當果蠅起飛用以避開滑向它們的一小塊有機玻璃圓片時,研究小組觀察到了一些令人無比驚訝的畫面——在果蠅扇動翅膀準備起飛前的100毫秒,這種昆蟲開始移動自己的足部並轉移體重,從而使它們的重心剛好位於中間兩條腿的上方,而這兩條腿恰好是果蠅用來起飛的支撐腿。它們用這種優雅的‘芭蕾’舞步將自己擺在了起飛的位置上,而之後的程式差異則取決於產生威脅的方向——它們總會朝著相反的方向突然起飛。果蠅能夠預見以及計劃自己下一步的行動,這意味著即便只包含約10萬個神經細胞的大腦,也能夠完成非常複雜的動作。
Dickinson表示,他下一步的目標是搞清果蠅相對簡單的神經系統是如何將一個視覺信號——頭頂上的蒼蠅拍——轉換為逃跑計劃的。其間,Dickinson相信這一發現將對那些只打蒼蠅而不研究它們的人提供幫助。他說:“大多數人都打過蒼蠅。”但是當蒼蠅拍與目標接觸時,蒼蠅通常已經飛走了。Dickinson表示:“你必須得超越蒼蠅才行。”