【摘 要】
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鳞翅目成虫(蝴蝶和蛾子)的虹吸式口器是一个细长的喙管。需要进食时它能够伸展开来,而在不用时会卷曲成很紧密的螺旋形态[1]。生物学家们很早研究了到这一现象,并指出喙
【机 构】
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西安交通大学大学理学院,陕西西安,710049
【出 处】
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第十九届全国凝聚态理论与统计物理学术会议
论文部分内容阅读
鳞翅目成虫(蝴蝶和蛾子)的虹吸式口器是一个细长的喙管。需要进食时它能够伸展开来,而在不用时会卷曲成很紧密的螺旋形态[1]。生物学家们很早研究了到这一现象,并指出喙管内部的肌肉、压强以及喙管的弹性可能在其伸展、卷曲过程中发挥了作用[2,3]。然而对这一现象具体的产生机制至今任在争论之中,目前人们至少提出了6种可能的解释[4]。最新的电生理实验表明,伸展过程极有可能由压强造成,卷曲过程由肌肉活动导致[4]。虽然人们对该问题的争论已经持续了近300年,至今却几乎没有人利用物理、力学的方法来从理论上研究这一现象。考虑到喙管长度远大于其横截面尺寸,可将其看作一维弹性体处理。我们基于解剖学实验的数据,利用基尔霍夫弹性杆理论,成功解释了这一伸倦过程的产生机制[5]。理论分析表明其结构力学特性的不对称性因素在其伸卷过程中起到了关键作用。其结果强有力地支持了电生理实验的结果,并从原理上否定了其他的可能机制,有望终结对该问题的数百年争论。
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