这才是地球上运动最快的生物狂甩猎豹:单细胞“大旋口虫”有话说
2019-08-06

科学家计划研究世界上最快的生物,并希望利用从其行为特征中获得一些知识,用于研制微型机器人。

这种生物并非猎豹或者猎鹰,相反,它仅是一种单细胞生物,叫做“大旋口虫(Spirostomum ambiguum)”,通常它们生活在水域。猎豹的速度超过每小时96.5公里,猎鹰从高空俯冲速度达到每小时400公里。但是大旋口虫的移动速度更快,仅在几毫秒时间内身体缩短60%,形成足球形状。

但是研究人员并不知道,这种单细胞生物为什么在没有大型生物肌肉细胞的情况下可以如此快速地移动。同时,他们也不知道这种小型生物是如何在不破坏所有内部结构的情况下,实现这样的收缩运动。

美国乔治亚理工学院研究员萨阿德·巴哈拉(Saad Bhamla)获得了美国国家科学基金会的资助,用于研究和模拟大旋口虫在亚细胞层面上的收缩运动。他希望能对这种运动有充分的了解认识,他认为通过研究大旋口虫的运动原理,可用于机器人的研究设计。

巴哈拉在新闻发布会上说:“作为工程师,我们喜欢观察大自然是如何应对重大挑战的,我们一直在思考如何利用自然界观察的微小生物习性,将其特征用于工程设计领域,也许这些微小生物的习性特征能够填补小型机器人设计缺陷,这些小型机器人可以快速移动,并且耗能很少。”

这份声明指出,如果某种生物像大旋口虫一样快速蜷缩一团,或者像猎豹一样冲刺,或者像猎鹰一样高空俯冲,那么它将刺激肌肉细胞中的肌动蛋白肌球蛋白,身体收缩产生运动。

巴哈拉称,但是像大旋口虫这样的微型生物并不依赖于此类蛋白质,大旋口虫是介乎于动物和非动物之间的一种生命形式,之前的文献资料经常将它们称为单细胞“原生动物”,它们具有动物特征,也属于动物王国成员之一。但是近期生物学家倾向于将它们分离成一种独立的生命形式,称为“原生生物(Protista)”。

巴哈拉强调称,如果它们只有构成肌肉的肌动蛋白和肌球蛋白,就无法形成足够的力量快速移动。它们身体越小,加速度就越快,最高可达到200米/秒平方,这真的是不可思议。相反,这种生物使用替代、复杂分子来实现运动,并完成身体内部结构移动。

他在发布会上说,我希望在这种运动中起作用的分子能够实现具有重大意义的技术飞跃,进而有助于改进当前的纳米机器人技术。