物理学“学霸”竟然是个“流氓”——会轻功水上漂的水黾

在宁静的池塘、水库表面，你或许见过这样一群虫子：它们身形纤细，长着修长的腿，像巨大的蚊子，又能浮在水面上滑行，如同在水面上轻盈滑行的舞者，快速移动却始终不会沉入水中。它们就是水黾，一种独特的半水生昆虫。

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水黾看起来像蚊子，实则是半翅目黾蝽科的昆虫，与“臭虫”有一定的亲缘关系，堪称表面张力的“亲儿子”。

神奇的水上漂功夫和凌波微步

水黾最让人惊叹的，莫过于它们“水上漂”的绝技。这绝技的秘密在于它们腿部的特殊结构。乍一看，水黾好像只有四条大长腿，其实它们有六条腿，是如假包换的昆虫。这六条腿分工精细，各有各的用处。

一对前足比较短，就像小巧灵活的夹子，专门用来抓住落入水中的昆虫，堪称水黾的“捕食法宝”。中间的那对腿最长，如同船桨一般，为水黾在水面上的行动提供动力。而后足则起到了稳定身体的作用，让水黾在水面上行动时更加平稳。这些长腿使它与水面的接触面积很狭长，能完美地将本就不大的重力分散开。

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可别小瞧了这些细细的腿，它们可不是光靠水黾体重轻就能在水面上站稳的。真正厉害的是它们腿上的“黑科技”。

水黾的腿上布满了数千根微米尺度的刚毛，这些刚毛比人的头发细得多，直径还不到3微米。而且，刚毛表面有螺旋状的纳米结构沟槽，沟槽里能吸附许多气泡，形成了一层气垫，就好像给水黾的腿穿上了一双“气垫鞋”。

有了这层气垫，水黾就能在水面上轻松地行走、奔跑、跳跃，还不用担心把腿弄湿。更厉害的是，它们的腿能排开300倍于身体体积的水量，一条长腿就能支撑起15倍于身体的重量，强大的浮力让它们在水面上行动毫无阻碍。

水黾的“腿毛”图片来源：YouTube

掌握了“水上漂”的绝技，水黾还能在水面上施展“凌波微步”。中间的那条腿轻轻一划，就会形成一个U型旋涡，借助这个旋涡的力量，水黾一秒钟就能向前推进1.5米。要是换算成人的速度，就相当于一个人一秒钟跑了180米，这速度简直惊人！

U型旋涡 图片来源：哔哩哔哩
机敏的生存策略

水黾不仅能在水面上行动自如，还对周围环境的变化十分敏感。水黾的足关节之间藏着一层特殊的薄膜，薄膜上分布着灵敏的感震细胞。这些感震细胞就像一个个精密的“探测器”，能精准感知到水面上哪怕极其轻微的波动。哪怕只是一两滴水溅到水面上，这细微的变化也逃不过水黾的“法眼”，它们能立刻察觉到，随后便慌忙逃走。

因为无论是送上门来的美味食物，还是暗中窥视的凶猛捕食者，只要它们靠近，都会在水面上激起波动。这种敏锐的触感，就像给水黾装上了一套“雷达系统”，让它们能够及时躲避潜在的危险，也能第一时间抢到新鲜的大餐。

为了保护自己，水黾还有一套独特的防御策略。它们纤细光滑的身体结构就像天然的伪装，能让它们轻松融入水面，让潜伏的捕食者难以发现。当遇到危险时，水黾会依靠长腿和敏捷的动作迅速滑行，逃离捕食者的追捕。它们还会把身体降低到靠近水面的地方，减少被鸟类和鱼类等捕食者发现的几率。

而它们体表的那层疏水的致密绒毛组成了一件“救生衣”，就算水黾不小心落水，也能快速浮起来。

水黾体表的绒毛 图片来源：YouTube

在捕食的时候，水黾又展现出凶猛的一面，宛如一群鬣狗般迅速而贪婪。当倒霉的猎物不小心坠入水面，平静的水面瞬间成了“战场”。水黾们一拥而上，动作敏捷而迅速。它们那尖锐的刺吸式口器，就像锋利的针头，瞬间刺入猎物的身体，并注入消化酶，将猎物从内部“溶解”，再贪婪地吸吮起猎物的体液，尽情享受这来之不易的美食。

水黾吸食豆娘 图片来源：YouTube

流氓式求偶法太缺德了

水黾的求偶方式也十分独特，就像人们在收发电报一样。雄水黾会通过振动水面来向雌水黾发出求偶信号。雌水黾收到信号后，便会一边“复电”，一边向雄水黾游去。

交配中的水黾 图片来源：百度百科

不过，水黾的交配过程却十分耍流氓。雌性水黾腹部有“生殖盾”，这是一种可以控制开合的护瓣，只有在雌性愿意打开时，雄性才能完成交配。看似雌性水黾非常有“女权”，然而这生殖盾却防君子不防小人。如果见雌性不肯打开生殖盾，雄性水黾便会用脚敲击水面，吸引水下的捕食者。而且，雄性会爬到雌性身上，这让雌性面临更大的被捕食风险：“不同意？那就都别活了！”。无奈之下，为了降低被捕食的风险，雌性往往只能乖乖就范。

交配中的水黾 图片来源：inaturalist

水黾通常会把卵产在水草或落叶上，孵化出的幼体——若虫会和成虫一起活动。若虫要经过蜕皮、腹部伸长、长出翅膀等过程，才能变成成虫。
水黾是益虫

水黾虽外形乍看有些吓人，还总是喜欢“乘人之危”，但是它们并不会伤害人类。不仅如此，水黾还是蚊子的幼虫——孑孓的“天敌”，能帮助我们控制这些令人厌烦的害虫。

值得一提的是，水黾只栖息在水质良好的水面上，如果水体被污染，表面张力下降，水黾就算有十条腿，也会像其它昆虫一样沉入水底。所以当你看到它们时，不必心生厌恶，反而应该感到欣喜——这表明你所处的这片水域十分干净。

图片来源：inaturalist

除了生态价值，水黾那令人惊叹的“水上轻功”还为人类科学家带来了诸多灵感。水黾在水面移动时产生的噪声极小，具有超强的疏水性能，且对水面的破坏力微乎其微。这些特性使其在海洋勘探、输油管道泄漏检测以及超疏水表面的研发等领域具有广阔的应用前景。

此外，水黾腿部的超疏水特性在船舰设计中也极具价值，可用于疏水减阻，提升航行效率。更令人称奇的是，科学家还模仿水黾足部的特殊结构，成功研制出了能在水面上自由行走的微型“水上漂”机器人。由此可见，大自然永远是人类最宝贵的灵感源泉，这些看似微不足道的小生命，实则蕴含着无尽的智慧与可能。

“水上漂”机器人 图片来源：知乎

你知道吗？钓鱼佬们很讨厌看到水黾，不是因为它们的移动会把鱼儿吓跑，而是因为如果有水黾，就说明这里已经没有鱼了。

作者：肖云格

审核：徐晗 北京林业大学 林学院 副教授