许多动物为什么在水面墙面上如走平地

最根本的原因是这些动物的躯体都很小。蜘蛛攀岩走壁靠的是附着力,而水黾在水面上行走则靠的是表面张力和流体阻力。这些支撑力只与昆虫-水面或蜘蛛-墙的接触面积有关;它们的反作用力-地心吸力-则只与这些动物的质量有关。所以,一般的情况是,大型动物更多地受地心吸力和惯性的控制;小型动物则更多地受附着力和流体张力等表面力的控制。

但是,攀岩走壁和水上行走这两种现象是截然不同的。当苍蝇在竖着的玻璃板上行走时,它的跗垫和玻璃板之间的附着力足以防止它下滑或掉下来。但是,一旦苍蝇的体积增加10倍,其体积-重量比就会增加大约1000倍,而它与玻璃板的接触表面积却只增加约100倍。在这种情况下,苍蝇就会掉下来,因为尽管附着力增加了,但是地心吸力增加的幅度更大,附着力已无法与地心吸力抗衡;况且,此时苍蝇的翅膀已显得太小了,根本飞不起来。

水黾的腿上有一层蜡质的疏水表面,既具有疏水功能,又不会被水沾湿。所以,除非地心吸力(水黾的重量)超过水面张力的垂直反作用力,否则水黾就不会淹死。此外,由于水黾的腿部在水面上产生了压力,所以它可以在这种摩擦力近乎为零的环境中悠哉游哉。