翅膀怎么长出来

你猜怎么着昆虫是地球上最早的“飞行家”，它们的飞行历史已经超过3亿年。昆虫靠背部进化而来的一对(或两对)翅膀飞行。大约2亿年后，第二批“飞行家”上天了，他们是鸟。鸟类的前肢进化成一对翅膀来飞翔。

大约35亿年前，地球上的昆虫发展迅速。大家熟悉的蟑螂，是当时地球上最占优势的飞行动物。科学家从化石残骸中鉴定出500多种蟑螂。这些古老的蟑螂，和我们今天看到的蟑螂没有太大的区别，它们都有翅膀，它们可以拍打翅膀进行短距离飞行。可以说它们是有翼昆虫中最古老的成员。古代最大的有翼昆虫是现代蜻蜓的祖先，石炭纪的巨型古蜻蜓。它的翅膀展开可达762厘米，原始时期经常在沼泽地区自由飞翔。

那么，昆虫的翅膀是如何形成的呢？

法国著名博物学家拉马克在他1809年出版的名著《动物学哲学》中写道:“对于任何尚未达到发展极限的动物来说，它越是经常使用任何器官，它就越会逐渐得到巩固、发展和扩大，其能力的进步与使用器官的时间成正比。”这就是拉马克著名的“用进废退”理论。你看，一只刚从蝌蚪长成大人的青蛙，爬上岸的时候四肢很小，尾巴很大。后来因为在陆地上经常用后腿跳跃，所以后腿变得发达，但是尾巴因为不能用而退化消失了。“用进废退”的现象在我们身边随处可见。

但是根据科学家的研究，昆虫翅膀和身体的长度应该有一定的比例，也就是说，昆虫的翅膀必须达到足够的长度才能飞翔。昆虫原来长出的又小又短的翼芽对飞行毫无用处，所以用得越多，就越发达。所以拉马克和达尔文的理论都无法解释昆虫翅膀的起源。

1978年，美国堪萨斯大学的研究生道格拉斯提出了一个巧妙的假设。他认为昆虫的翅膀最初并不是用来飞行的，而是用来吸收太阳的热能，换句话说，是用来做散热器的。冬天，昆虫等冷血动物体内的生化反应变得异常缓慢，行动自然也非常缓慢。这样，早期的翅芽就被昆虫用来吸收太阳能，从而提高体温，增强行动力。为了吸收更多的太阳能，经过长时间的不断进化，昆虫的翅膀越来越长，最终达到可供飞行的长度。

后来，加州大学伯克利分校的科学家科尔和布朗大学的科学家金索夫试图用实验来验证道格拉斯的假设。他们使用不同大小的人造翅膀和昆虫身体来测量吸热和传热之间的关系，并使用风洞来检查这些人造昆虫的飞行能力。结果大体证实了道格拉斯的假设，同时提出了一个问题:翅膀越大，吸收的热量越多，但导热时消耗的能量越多，也就是说翅膀越大，吸收和消耗的热量越多。进一步研究表明，当翅膀长于1.25厘米时，热量的吸收和释放会达到一个平衡，然后引入昆虫体内的热量不会增加。换句话说，昆虫的翅膀不能长于1.25厘米，仅仅是为了吸收热量。但根据空的空气动力学原理，1.25cm的长度不足以让虫子飞起来。要让虫子飞进来空，翅膀长度至少要2.5cm..

上世纪90年代，美国海洋生物学家格雷厄姆指出，3亿年前的石炭纪期间，地球表面的空气体密度大，含氧量高。地球化学家博诺指出，当时空气体的氧含量是35%(现在是21%)。所以格雷厄姆认为，稠密的大气层可以为昆虫的翅膀提供额外的升力。

英国剑桥大学的艾灵顿等4名研究人员利用飞蛾在风洞中做飞行实验，还做了一个力学模型进行详细的分析研究。他们发现，当飞蛾向下扇动翅膀时，它首先需要将翅膀举到最高的位置，然后再向下扇动翅膀。从翼根产生的微小空空气涡流会一直向外朝翼端流动，这样机翼上方空的空气压力就会大大降低，从而产生一个向上的支撑力将蛾子托起一半空。可见昆虫并不是按照常见的空空气动力学原理飞行的。

越来越复杂了。昆虫的翅膀，最初是用来吸收热量或飞行的；我们是从吸热开始，然后转行飞行的，至今还是个谜。如果能搞清楚这个谜团，那么人类航天器的发展将会有质的飞跃。