科学家怎么发现蜻蜓成为飞机的（有人说蜻蜓是外星生物）

雌蜻蜓有一个十分可爱的技能，如果她遇到了特别不喜欢的雄性的追求，它会躲到浓密的植物丛中，实在躲不掉的，它就会选择装死，从空中直挺挺地摔到地上，等到追求者走远了它再“活”过来。这么有趣又聪明，真的是飞舞在我们童年记忆的那个蜻蜓吗？

蜻蜓是世界上最特殊的昆虫。它的猎食成功率远远高于猎豹、老虎等猛兽，但它们中的16%仍然处于濒临灭绝的状态。蜻蜓现存8106种，其中1730种都不被人类所熟知，想保护都没有办法。

目前人类已知的最早的蜻蜓叫做巨脉蜻蜓，说来奇怪，3.2亿年前，巨脉蜻蜓就和现在的蜻蜓长得一模一样了，只不过体型却有着非常大的悬殊，导致很多人都说蜻蜓是外星生物，是进化界的天花板。

巨脉蜻蜓又叫巨尾蜻蜓和大尾蜻蜓，它是世界上最古老的昆虫，以至于在2.5亿年前的二叠纪就已经灭绝了。1880年，法国一个煤炭工人挖出了一块巨脉蜻蜓的化石，这种神奇的物种才开始引起人们的注意；1979年，在英格兰也出土了一块巨脉蜻蜓化石，现存于法国国立自然史博物馆。

之所以给它命名为巨脉蜻蜓，是法国的古生物学家查尔斯在看到这一条长达75厘米的翅膀之后，想出来的最贴切的词。而现代蜻蜓两只翅膀展开的距离只有16厘米左右，巨脉蜻蜓妥妥的可以叫做是蜻蜓界的老祖宗；别忘了它还有2.4米那么长的身体。所以它在石炭纪时期，是当之无愧的空中霸王，比恐龙出现的时间还要早。因此它不仅吃小蚊蝇小飞蛾小蜜蜂等，有些刚开始上岸适应陆地生活的小型两栖动物，也是它的盘中餐。想象一下它的外形，真的很像一个小型的飞机。

如此强悍的昆虫，为什么会灭绝在二叠纪呢？

地球曾经发生过多起物种大灭绝事件，而二叠纪时期的这一次，是最严重的。关于这次灭绝的说法有好几种，火山爆发、板块变化等，都会导致多变天气的出现，地形地貌开始变得复杂。而之前的简单生物只要适应不了环境的变化，一旦出现几种生物的灭绝，就会影响整个生态环境的变化。即使一些物种已经在适应中，但食物的匮乏、空气含氧量骤降，仍然会让很多物种活不下去。

巨脉蜻蜓，就是其中的一种。大部分昆虫都是用气管的枝状管网收集氧气，形成呼吸。一般来说，空气进入胸部和腹部的通气孔，氧气在气管中流动，然后溶于到那个支装管道底部的液体中，再由这些液体输送到昆虫的身体其他部分。

基于昆虫的这种呼吸模式，科学家们证实，在含量大大高于现在的石炭纪，氧气是让巨脉蜻蜓如此巨大的原因之一；当时的含氧量比现在空气中的含氧量要高至少20%。巨脉蜻蜓的灭绝仅仅是因为氧气含量完全不能满足它的巨型身体而已，它的猎食方式和生活习性，完全没有任何问题，所以，直到今天的蜻蜓，仍然用着距今3.2亿年前的身体构造系统。而这个身体系统，在昆虫王国，乃至整个动物世界，都是遥遥领先的。

蜻蜓不同于一般的昆虫，它的一生会分为三个非常明显的阶段，分别在水里、陆地上和空中度过。它们的交配非常浪漫，雄性蜻蜓尾部的抱握器会牢牢抓住雌性的头或前胸，以此来吸引雌性将腹部向前弯曲，触碰到雄性在腹部的交尾器。整个形状非常像一个心形，可能会双双停留在岸边的草叶上、水面上，也可以飞翔在半空中。一般整个交配过程要持续几个小时

交配结束后，如果雌性觉得这个地方适合繁殖后代，它们可以立即产卵，也有过几个小时、几天之后，找到适合的地方再产卵的。一些蜻蜓直接把后代生在水里，也就是我们看到的“蜻蜓点水”的时候，也有的是把卵附着在水生植物的茎叶表面，再另类一点的蜻蜓，还可以到水底下去产卵，它可以连续在水里长达1个小时。

躲过了鱼、鸟等捕食的蜻蜓卵，会在一个合适的时机孵化成为稚虫，为了尽可能避开胃口大、眼神好的鸟类，绝大多数蜻蜓稚虫都生活在水里。它在这一时期，也有名字，叫做水虿（chài），它们的食物就是遇到的所有能干得过的水生昆虫，有时候还包括自己的兄弟姐妹。水虿全身都是暗褐色或者暗绿色的，腹部也更肥大，眼睛还没有完全发育好，要是不说，绝对想不到这个不起眼的小东西，爹妈竟然是美丽轻盈的蜻蜓。

水虿会在水里生活长达11个月，有的品种甚至更久。在稚虫时期，它们通过直肠呼吸，直肠壁上存在着有序的腮叶，后肠通过蠕动把水吸进直肠，腮叶就把水里的氧气过滤出来。这个非常特殊的呼吸器官叫做直肠腮。每当水虿有规律的收缩腹部，就是在进行呼吸了。天气寒冷时，水虿需要躲在水底过冬，也多亏了这样的呼吸系统。

当然，水虿的腹腔还有一种帮助它逃生的作用，当它遭遇到猎食者时，它会快速收缩腹部，在体内形成比较大的压力，然后快速喷出体内的液体，可以让自己的身体快速远离敌人。高压喷射出去的水柱，速度可以达到1/300秒，有时候也可以成为猎食其他小昆虫的工具。

食物短缺的情况下，水虿还会捕食比自己体型大得多的小鱼小虾和蝌蚪。为了方便它猎食比它块头大的食物，它的下颚竟然可以向下延伸，而且速度非常快，从下颚弹出，咬住猎物再收回，只需要20毫秒的时间。

蜻蜓的稚虫时期会经历8--14次的蜕皮，最后一次蜕皮时，它松软的腹部会不断收缩，原本储存在腹部的液体就会被挤压进胸腔中，虫蛹因为挤压而破裂；它以这样的体型出来，再经过羽化，才能长成蜻蜓成虫的样子。一般水虿的羽化时间都选在晚上。羽化前的水虿会把腹部露出水面呼吸，羽化状态中，它是不吃不喝的，蜻蜓翅膀非常精细且关键，需要的时间也很长。之所以选晚上，是因为晚上可以避开大部分的捕食者，同时翅膀在野外不会干得太快，否则容易把翅膀弄断。

如此宝贝翅膀，是因为翅膀是成虫后的蜻蜓称霸天空的强有力武器。它一旦变成蜻蜓后，飞行技能就只有你想不到，没有它做不到的。就这么说吧，所有人类引以为豪的操纵飞机表演的技术，在蜻蜓眼里都不值一提。因为它本身就是世界上最精密的一架生物“飞机”。

如果非要说从巨脉蜻蜓到现代蜻蜓有什么进化了的地方。那一定是体型。虽然从大变小，看着和进化沾不上边；但体型小的好处是更加敏捷和灵活。蜻蜓每秒可以振翅20--40次，每小时可以飞150千米，和行驶中的火车一样的速度，而巨脉蜻蜓则无法如此高速。

飞得快难道不是更容易抓住猎物吗？事实上，飞得太快的，还真的不是抓猎物最准的。目前，天空中飞得最快的是游隼，它每小时的速度可以达到300千米；但它的捕猎成功率只有23.1%；陆地上跑得最快的猎豹，其捕食成功率只有50%；只有又能跑又是群攻的非洲野狗，它们的捕食成功率相对高一些，可以达到67%。这些，都比不上小小的蜻蜓，它的成功率高达95%以上，可以说是箭无虚发。

而且蜻蜓并不完全看体型的，它常常和比自己大得多的蝴蝶斗，面对比自己凶狠的黄蜂也毫不害怕，饿起来连自己的同类也要啃两口。这都和它优越的飞行系统息息相关。它可以突然悬停在空中，也可以从悬停状态马上变为高速飞行，不仅可以向前后左右上下飞，它还能倒着飞。因为它拥有昆虫乃至鸟类都不多的双动类飞行翅膀。

一般昆虫飞行是操纵背腹肌和纵行肌来带动翅膀飞，这两个部位的收缩和扩张，带动翅膀做动作，但只能做对称的动作，左右两边同时挥动，或者同时停止。这种飞行模式被称为单动类。

而蜻蜓的飞行，则是通过连接翅膀的举肌和降肌来带动飞行的。被称为双动类飞行，看似和单动飞行没有不同，但蜻蜓的4只翅膀是相对独立的，因此，它的两对翅膀既可以并行一致，加速飞行；又能够根据需要，相互配合。蜻蜓想要变速时，只需要调整前翅和后翅的挥动角度就可以了，悬停空中对于它来说，也就不是难事。当前后翅的角度大于90°，蜻蜓的速度就会减慢；而前后翅的角度小于90°时，就会产生上升力和前推力，推力的速度可以达到每小时50千米。

其他飞行生物难以做到的倒飞，蜻蜓只需要把自己的身体竖直起来，还是朝着自己背对的方向就可以了。是不是非常聪明？

公元前500年，古代中国人就是在蜻蜓的飞行中受到了启发，发明出了一个简单的竹片做成的螺旋飞行小玩具——竹蜻蜓，到现在仍然是小朋友们爱不释手的玩具。竹蜻蜓通过贸易的方式传入欧洲，还曾经出现在1463年的圣母圣子画像中。英国人乔治凯利，一辈子都痴迷于研究竹蜻蜓，他受到竹蜻蜓的启发，悟出了螺旋桨的工作原理，加速了直升机的研发，被欧洲人称为“航空之父”。

除了它的飞行方式。蜻蜓的翅膀也非常地精致，才能配合它完成很多高难度的动作。记得蜻蜓羽化时要选个空气湿度更高的夜晚，就为了保持翅膀的完整性吧，是因为它小小的翅膀上，生成了无数不规则的小方格，在接近翅膀尾端的位置，有一小条填满液体的方格被称为翅痣。小方格是为了破坏空气经过翅膀时产生的涡流，因为这种涡流会让翅膀产生剧烈颤动，有可能会让翅膀裂开或者直接折断。翅痣则是为了给翅膀增加重量，避免翅膀在涡流颤动中直接竖立起来，改变飞行速度和方向。

翅膀的小方格间的透明薄膜其实也是凹凸不平的，上面布满了纵横交错的经脉，有了这些纹理和小方格的完美配合，蜻蜓几乎完全消除了震颤。更神奇的是，这些经脉不仅能够除颤，还能帮助翅膀脱水；同时还能帮助翅膀保持光洁，不堆积灰尘，增加负重。翅膀的表面还有110亿个纳米级柱状结构，长效抗菌，蜻蜓在飞行时顺便就把翅膀表面的细菌挥走了。

这一点，人类的飞机还需要多多地借鉴学习。至今人类的飞机如果在高速飞行中发生颤振，飞机的机翼就会断裂，严重时整个飞机可能直接在空中解体。

蜻蜓的复眼也是它称霸昆虫界的又一秘密武器。一只蜻蜓拥有20000--28000只复眼，每一个复眼都是独立的，都相当于一个摄像头，它的眼睛椭圆而突出，还能扭动，每只蜻蜓的视角足足有306°。

因此它可以最快速地捕捉到猎物，同时计算出猎物的运动路线，追捕是最常规的捕猎方式，蜻蜓还会拦截。抢先在猎物的运动路线前方去等猎物撞上来。拦截，才是它捕猎成功率如此高的绝杀武器。

行动敏捷，飞行方式多样灵活，数量繁多的眼睛，能够计算飞行路线的大脑，为了生存可以上天也可以下水。蜻蜓可以说真是大自然界进化的天花板了。